Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Talströmungen und vertikalem Austausch in komplexem Gelände

• Antragsteller: Dr. Philipp Gasch
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563995063

Die Quantifizierung des Austauschs von Masse, Impuls und Energie zwischen der Erdoberfläche und der Atmosphäre ist entscheidend für das Verständnis und die Vorhersage vieler Wetter- und Klimaprozesse. Austauschprozesse in der Gebirgsgrenzschicht sind besonders wichtig, da sie im Vergleich zu flachem und homogenem Gelände effektiver sind. Die Effektivität resultiert aus charakteristischen Multiskalen-Windsystemen wie Tal- und Hangwinden, denen zusätzlich lokaler turbulenter Austausch überlagert ist, der Hauptmechanismus, der den vertikalen Austausch in flachem und homogenem Gelände dominiert. Daher erfordert das Verständnis des Austauschs in komplexem Gelände Kenntnisse über Multiskalen-Strömungsphänomene und ihre Wechselwirkung. Trotz der Bedeutung sind unsere Fähigkeiten zur Beobachtung und Quantifizierung der räumlichen Variabilität von Strömung und Austausch noch immer begrenzt. Das vorgeschlagene Projekt wird einen Durchbruch bei der Beobachtung multiskaliger Strömungs- und Austauschprozesse durch flugzeuggestützte Doppler-Lidar-Messungen von bisher unerreichter hoher Auflösung ermöglichen. Durch die Verknüpfung der flugzeuggestützten Messungen mit einem mesoskaligen Netzwerk bodengestützter Doppler-Lidare, das im Rahmen der TEAMx-Kampagne bereitgestellt wird, soll eine Methode zur Schätzung des Volumenstrom-Budgets validiert werden. Die Kombination von Volumenstrom-Budget und direkten Beobachtungen des vertikalen Austauschs wird einen neuen, quantitativeren Einblick in Talströmungen und ihre Beziehung zur Konvektionsauslösung über den umliegenden Bergen ermöglichen. Insgesamt werden die erwarteten Ergebnisse entscheidend dazu beitragen, unser Verständnis und die Vorhersage von atmosphärischen Prozessen in komplexem Gelände zu verbessern. Das vorgeschlagene Projekt wird einen Durchbruch bei der Beobachtung multiskaliger Strömungs- und Austauschprozesse durch flugzeuggestützte Doppler-Lidar-Messungen von bisher unerreichter hoher Auflösung ermöglichen. Durch die Verknüpfung der flugzeuggestützten Messungen mit einem mesoskaligen Netzwerk bodengestützter Doppler-Lidare, das im Rahmen der TEAMx-Kampagne bereitgestellt wird, soll eine Methode zur Schätzung des Volumenstrom-Budgets validiert werden. Die Kombination von Volumenstrom-Budget und direkten Beobachtungen des vertikalen Austauschs wird einen neuen, quantitativeren Einblick in Talströmungen und ihre Beziehung zur Konvektionsauslösung über den umliegenden Bergen ermöglichen. Insgesamt werden die erwarteten Ergebnisse entscheidend dazu beitragen, unser Verständnis und die Vorhersage von atmosphärischen Prozessen in komplexem Gelände zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen