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• W25147339 abstract "Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung von Warme- und Feuchtehaushalten der atmospharischen Grenzschicht unter konvektiven Wetterbedingungen. Hierzuwerden hoch aufgeloste Simulationen mit dem mesoskaligen Modell FOOT3DK durchgefuhrt, wobei der grosraumige atmospharische Antrieb aus COSMO-DE Analysenmit einer Auflosung von 2,8 km bereitgestellt wird. Das Untersuchungsgebiet liegt ca. 40 km westlich von Koln und zeigt mit uberwiegend kleinraumiger landwirtschaftlicher Nutzung eine hohe Landoberflachenheterogenitat. Die aus demModell berechneten Energiehaushalte werden gegenuber Flugzeugmessungen validiert, welche fur funf Mestage im April und August 2009 durchgefuhrt wurden. Fur die Betrachtung der Energiehaushalte mussen die lokalzeitliche Tendenz, die vertikale Divergenz der turbulenten Flusse sowie die horizontale Advektion fur eine atmospharische Luftsaule abgeschatzt werden. Auf Grund der relativ kleinenAusdehnung des Flugmusters wird der Advektionsterm nicht direkt, sondern als Residuum der Haushalte bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, das das Modell die grundlegenden Eigenschaften der atmospharischen Grenzschicht wie Feuchte-, Temperatur- und Windprofile fur die untersuchten Tage realistisch wiedergibt. Auch die modellierten Energiehaushalte weisen eine weitgehende Ubereinstimmung mit den Messungen auf. Lediglich bei den zeitlichen Tendenzen der spezifischen Feuchte finden sich grosere Abweichungen, die Trends der potentiellen Temperatur sind hingegen fur alle funf Tage sehr gut getroffen. Des weiteren unterscheiden sich die simulierten Oberflachenflusse kaum von den aus Flugzeugmessungen abgeleiteten Flussen, was zu vergleichbaren Werten der vertikalen Divergenzterme fuhrt. Wahrend die fur die Flusse verfugbaren Energien nahezu exakt getroffen sind, wird bei der Aufteilung in latente und sensible Warme eine leichte Uberschatzung von LE (+ 7 %) und eine moderate Unterschatzung von H (- 19 %) beobachtet. Die Advektionsterme sind sowohl bei den Messungen als auch bei den Simulationen relativ gros, was auf den Einflus der grosraumigen synoptischen Bedingungen sowie die begrenzte Ausdehnung des Untersuchungsgebiets zuruckgefuhrt wird. Die Auswertung von FOOT3DK-Simulationen mit verschiedenen horizontalen Modellauflosungen (1000 m, 250 m, 100 m) ergibt, das die Verwendung hoherer Auflosungen zu einer realistischeren Abschatzung der meisten Haushaltsterme fuhrt. Wahrend beim Zeittrend der spezifischen Feuchte keine einheitlichen Veranderungen festgestellt werden, zeigen die Simulationen beim potentiellen Temperaturtrendund bei den turbulenten Flussen eine systematische Annaherung an die beobachteten Werte, die auf eine Reduktion des Aggregationseffekts zuruckgefuhrt werden kann. Des weiteren konnen Skalenwechselwirkungseffekte identifiziert werden: die Terme in Flughohe (Zeittrend, horizontale Advektion) werden hauptsachlich durch externen mesoskaligen Antrieb dominiert, wahrend bei den turbulenten Oberflachenflussen der Einflus mikroskaliger Prozesse uberwiegt.Die vorgestellten Resultate unterstreichen die Relevanz von numerischen Modellsimulationen bei der Untersuchung von energetischen Prozessen in der Grenzschicht. Die Eignung hoch aufgeloster mesoskaliger Modelle zur realistischen Abschatzung von Energiehaushalten wird demonstriert und es kann gezeigt werden, das die Haushaltsmethode einen geeigneten Ansatz fur die Evaluation des Energieaustauschs in der atmospharischen Grenzschicht darstellt." @default.
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