Untersuchung der Talquerzirkulation und deren Einfluss auf die atmosphärische Grenzschicht anhand von Dual-Doppler-Lidarmessungen

• Antragsteller: Martin Kohler, seit 4/2020
• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406279610

Dieser Antrag behandelt ein offenes Problem der Grenzschichtmeteorologie mit einem neuen Ansatz: mit Hilfe moderner Dual-Doppler Lidarmessungen soll die kinematische Struktur der Strömung in einem vertikalen Querschnitt senkrecht zur Talachse flächendeckend mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung erfasst werden. Obwohl die Talquerzirkulation eine wichtige Rolle für die Entwicklung der atmosphärischen Grenzschicht und den Austausch zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre über komplexem Gelände spielt, ist unser Verständnis der räumlich-zeitlichen Eigenschaften dieser Zirkulation immer noch unvollständig. Dies ist hauptsächlich auf einen Mangel an geeigneten Beobachtungsdaten zurückzuführen. In früheren Arbeiten sind verschiedene Typen von Talquerzirkulationen identifiziert worden. Diese Arbeiten beruhen meist auf numerischen Simulationen und einigen wenigen, auf Beobachtungen basierenden, Fallstudien. Bislang gibt es keine Beobachtungsstudien, in denen die kinematische Struktur der Strömung flächendeckend für den gesamten Talquerschnitt mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung beschrieben wird. Diese ist aber notwendig um Prozesse zu erfassen, die auf dem Bereich von der micro-β zur meso-γ Skala (d.h. von wenige Dekameter bis zu wenigen zehn Kilometern) wirken, also genau dem Bereich, der für die Talquerzirkulationen relevant ist. Durch die Verwendung optimierter Scanstrategien ermöglicht das Dual-Doppler Verfahren Prozesse genau auf diesen Skalen zu erfassen - was vom Antragssteller bereits getestet wurde. Mit Hilfe zusätzlicher Radiosonden- und Mikrowellenradiometermessungen soll außerdem der Einfluss der Talquerzirkulationen auf die thermodynamische Struktur der Grenzschicht untersucht werden. Die so gewonnenen grundlegenden Informationen sind sowohl für numerische Studien, die sich mit dem Austausch zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre beschäftigen, als auch zur Optimierung der Messstrategie für zukünftige Beobachtungsstudien von großem Wert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Norbert Kalthoff
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Bianca Adler, bis 4/2020