Hybrid probabilistic forecast scheme for postfrontal shower precipitation
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projektes ist eine analytische Beschreibung kleinskaliger konvektiver Niederschlagsstrukturen auf der Rückseite von Kaltfronten mithilfe des quantitativen Radarkomposits RZ des Deutschen Wetterdienstes. Die geometrische Struktur und die Regenraten werden anhand der 5-minütigen Momentanwerte des Radarkomposits untersucht (Euler-Analyse). Abgeschlossene Niederschlagsgebiete werden als Cluster identifiziert und bezüglich der Anzahl der enthaltenen lokalen Maxima unterschieden, wobei jedes Maximum eine einzelne Konvektionszelle repräsentiert. Die Zellenzahl p stellt sich als ein bestimmender Parameter für die Beschreibung der geometrischen Struktur heraus. Die Fläche sowie die flächenintegrierte Niederschlagsrate pro Zelle nehmen mit p bis zu einem Gleichgewichts- und Sättigungszustand zu. In einer Lagrange'schen Analyse wird die zeitliche Entwicklung grundlegender Charakteristika durch Tracking individueller Cluster untersucht, das die quantitative Beschreibung der Fläche eines Clusters als auch seines flächenintegrierten Niederschlags während des Lebenszyklus des Clusters erlaubt. Es werden drei Arten von Tracks bezüglich ihrer Komplexität unterschieden. Trotz der großen Variabilität einzelner Tracks beschreibt eine einzige Gleichung für jede Art die zeitliche Entwicklung der beiden Größen und zwar ausschließlich als Funktion der Lebensdauer. Die Häufigkeitsverteilung der Lebensdauer wird für jede Track-Art durch ein Potenzgesetz beschrieben. Zum ersten Mal wurde eine überraschend einfache analytische Beschreibung der mittleren Entwicklung postfrontaler konvektiver Niederschlagsstrukturen gefunden, die die Lebensdauer als einzigen bestimmenden Parameter enthält. Zusammen mit den Ergebnissen früherer Untersuchungen wird ein Satz analytischer Funktionen und Verteilungen präsentiert, die die grundlegenden Eigenschaften postfrontaler Schauer über Mitteleuropa beschreiben. Eine mögliche Anwendung ist die Entwicklung eines stochastischen Niederschlagsmodells.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2007. An investigation on small scale precipitation structures. Dissertation, Institut für Meteorologie und Klimatologie, Hannover, 95 pp.
Theusner, M.
- 2008. First investigations on precipitation rates of convective showers using the RZ composite. Meteorol. Z., 17(6), 793-806
Weusthoff, T. and T. Hauf
- 2008. Studies on the characteristics of post-frontal precipitation structures in the mid-latitudes. Dissertation, Institut für Meteorologie und Klimatologie, Hannover, 117 pp.
Weusthoff, T.
- 2008. The life cycle of convective shower cells under post-frontal conditions. Quart. J. R. Meteorol. Soc, 134(633), 841-857
Weusthoff, T. and T. Hauf
- 2008. Universal functions for post-frontal showers - geometrical characteristics and rain rate development. International Conference on Cloud and Precipitation, ICCP 2008, 7. - 11. July 2008, Cancun, Mexico
Weusthoff, T. and T. Hauf
