Tagungsband herunterladen - Meteorologisches Institut

Studierendenkonferenz
1.–2.Juni2016
ImRahmendes
MeteorologischesSeminaresimMasterstudiengangMeteorologie
Organisation:
Dr.VerenaGrützun
geimeinsammit:
Dr.AndreaLammert,Dr.FrankLunkeit
Dr.GerdMüller
1
1.Juni2016
BegrüßungundOrganisatorisches
08:50
Klimawandel-Beobachtung,SimulationundFolgen
9:00-9:25 JanMoritzKaiser
TheoretischeMeteorologie
KlimavariabilitätanhandvonBeobachtungenundSimulationen
PaulKeil
GruppefürKlima(Frankfurt,Prof. Qualityassessmentoftheregionalclimatemodel
9:25-9:50
Ahrens)
COSMO-CLMintheTarimBasinregion
MatthiasHeinzRetschHErZKonvektionsparametrisierung
Effects of refined vertical resolutions in a GCM on tropical convection
(MPI,CathyHohenegger)
9:50-10:15
10:15-10:30
Kaffeepause
LucasReimann
OceanStatistics,Max-PlanckZeitlicheEntwicklungvonWahrscheinlichkeitsdichteverteilungen:EineFallstudieder
10:30-10:55
InstitutfürMeteorologie
2m-Temperaturbezogenauseinem100-GliederSimulationsensembledesMPI-ESM
10:55-11:20 ChristophSauter
StrahlungundFernerkundung
UntersuchungderHöhedertropischenTropopauseanhandeinesklimamodells
TimRohrschneider NachhaltigkeitundKlimawandel,
Humbolduni-versitätBerlin,Prof. Integrating Climate Resilience into Economic Development- A case study in
11:20-11:45
Bruns
Bolivia
11:45-12:45
Mittagspause
NiederschlagundWolken
12:45-13:10 LenaFieckel
13:10-13:35 SebastianReh
Atmosphärenmessungenund
TheoretischeMeteorologie
13:35-14:00
14:00-14:25
14:25-14:55
14:55-15:20
15:20-15:55
StrahlungundFernerkundung
AtmosphärischeRisiken,KIT
MarvinKähnert
SinanHosgel
Fernerkundungs-undIn-situ-Niederschlagsmessgeräte:EinstatistischerVergleich
ExtremwertstatistiktäglicherNiederschlagsdateninMitteleuropaundeiner
Monsunregion
OceanRAINPrecipitationStatisticsAnalysingtheClimateZonesoftheAtlanticOcean
EntwicklungeineslogistischenGewittermodellsfürMitteleuropa
Kaffeepause
StatisticsofliquidwatercloudsaboveLeipzig
Influenceofthecloudicewaterpathoftheatmosphereonthebrightnesstemperature
inthemicrowaverange
OptimierungderSimulationvonMVIRIundSEVIRI
TimorshaRafiq-Dost UniLeipzig(BernhardPospichal)
JohnMrziglod
StrahlungundFernerkundung
15:55-16:20 MaximilianSchaper StrahlungundFernerkundung
2.Juni2016
TemperaturundStrahlung
VerenaHof
UniversityofTübingen,Centerfor
AppliedGeoscience–
EnvironmentalPhysicsGroup
Atmosphärenmessung/Prozessmo
dellierung
RadiationandRemoteSensing/
SuntraceGmbH
UsingWESSmeteorologicalground-stationdatatostudy
partsofthemorningtransitionandtheenergybudgetoftheAmmer
9:00-9:25
Valley,Baden-Württemberg,Germany.
AndréPetersen
MessdatenbasierteVorhersagedernächtlichenMinimumstemperaturamHamburger
9:25-9:50
Wettermast
ChristianeDuscha
Astochasticdownscalingalgorithmforgeneratingtimeseriesofhighresolutionsolar
9:50-10:15
radiationvalues
10:15-10:45
Kaffeepause
TobiasSebastianFinnAtmosphärenmessung/Prozessmo AModelOutputStatisticssystemtoforecastthe2metretemperatureatthe
10:45-11:10
dellierung
“WettermastHamburg“site
Wind
YannGeorgBüchau Atmosphärenmessungenund
11:10-11:35
Prozessmodellierung
11:35-12:00 HelenaRöhling
Atmosphärenmessung/Prozessmo
dellierung
12:00-13:00
13:00-13:25 GregorMöller
Atmosphärenmessung/Prozessmo
dellierung
13:25-13:50 SarahChristinWinklerAtmosphärenmessung/Prozessmo
dellierung
EineinfachesVerfahrenzurBestimmungdeshorizontalenWindvektorsinWolkenhöhe
mithilfeeinerWolkenkamera
BedingungenfürdasAuftretenextremernächtlicher
WindscherungenamWettermastHamburg
Mittagspause
DaslogarithmischeWindprofilamWettermastHamburg
Bestimmungdes50-Jahres-Windesbisin250mHöheam
WettermastHamburg
SchadstoffeundSpurengase
LutzBeckebanze
13:50-14:15
14:15-14:45
14:45-15:10 MeikeHellweg
AtmosphärischeProzesse
Windkanallabor
15:10-15:35 WenboTan
SchoolofEnvironmentalScience
andEngineering
SunYat-sunUniversity
15:35-16:00 AndreasBeckert
Max-Planck-Institutfür
Meteorologie
UntersuchungderUnterschiedeimvertikalenCO2-FlusszwischenOpen-undClosedPath-MessgerätenbeiderEddy-Kovarianz-MethodeindersibirischenArktis
Kaffeepause
SystematischeAuswertungvonMessungenzurAusbreitung
störfallartigfreigesetzterLuftschadstoffeimStadtgebietHamburgs
ResearchontheSpatial-TemporalDistributionCharacteristicofHeavyPollution
ProcessesinPearlRiverDelta
DerEinflussvonFlächen-undWaldbrändenaufdieOberflächenkonzentrationenvon
Ruß,organischenKohlenstoffsundSulfatineinemsicherwärmendenKlima.
Klimawandel–Beobachtung,imulationundFolgen
Mittwoch,1.Juni2016,8:50–11:45,Raum1528
9:00–9:25
KlimavariabilitätanhandvonBeobachtungenundSimulationen
JanMoritzKaiser
TheoretischeMeteorologie
9:25–9:50
QualityassessmentoftheregionalclimatemodelCOSMO-CLMintheTarim
Basinregion
PaulKeil
MesoskaligeMeteorologieundKlima/InstitutfürAtmosphäreundUmweltGoetheUniversitätFrankfurt
This study was aimed at assessing the performance of the regional climate model
COSMO-CLMintheTarimBasinregioninnorthwestChina.Themainfocuswason
the question whether the COSMO-CLM simulation matched the observed
precipitation patterns which are coupled to the mesoscale circulation system and
thereby could reproduce the aridity of the region. The results were compared to
thoseoftheglobalclimatemodelECHAM6.Forreference,observationaldatafrom
the APHRODITE project and reanalysis data from the MERRA project was used. In
ordertoinvestigatetheperformance,anumberofprecipitationandaridityindices
were calculated, as well as the prevailing summertime winds. It was found that
although COSMO-CLM was able to reproduce the climatological structure of the
region, it madelarge quantitative errors especially regarding precipitation and
therefore barley provided improvements towards ECHAM6. The only clear
advantages for COSMO-CLM could be determined in the representation of the
regionalcirculation.OverallthisstudyconfirmstheneedtoadjustCOSMO-CLMfor
climatezonesotherthanthetemperatezone.
9:50–10:15
EffectsofrefinedverticalresolutionsinaGCMontropicalconvection
MatthiasHeinzRetsch
HErZresearchgroup-CloudsandConvection,MaxPlanckInstituteforMeteorology
ECHAM-6.3.1, a global circulation model (GCM), is used to study effects of three
refined vertical resolutions on convection in the tropics and the structure of the
2
intertropical convergence zone (ITCZ). Numerical models are sensitive to different
resolutions, therefore changing the vertical resolution might have a considerable
effect.Additionalverticalresolutionshave76,134or192levels,whichisoverfour
timesthedefaultresolutionof47levels.Newlevelsareplacedinthetroposphere
only, as effects on tropospheric convection processes shall be studied. Simulations
areconductedonanaquaplanetwithequatorsymmetricalseasurfacetemperature
(SST)andneitherayearlynoradiurnalcycle.Refiningtheverticalresolutionyields
that a single ITCZ develops when increasing the number of levels, i.e. convective
precipitation develops only one maximum directly at the equator, whereas the
default vertical resolution shows a double ITCZ which has a local precipitation
maximumoneachsideoftheequator.Itisfoundthatthemaincontributortothe
revealed changes is the mixing of cloud updrafts with the environment in the
convectionparameterization.Butalsocloudradiativeeffectsplayarole,whichdraw
theprecipitationmaximumaswelltowardstheequator.Deactivatingbothprocesses
atthesametimeresultsinveryalignedprecipitationdistributions,hencethemain
contributorsarebelievedtobeidentified.Distributionsarenotidenticalthough,and
therefore there must be still unrecognized mechanisms or processes which
contributetothechangeinITCZstructureaswell.
10:30–10:55
Zeitliche Entwicklung von Wahrscheinlichkeitsdichteverteilungen: Eine
Fallstudie der 2m-Temperatur bezogen aus einem 100-Glieder
SimulationsensembledesMPI-ESM
LucasReimann
OceanStatistics,Max-Planck-InstitutfürMeteorologie
Angelehnt an den IPCC-Bericht von 2013 wurde angenommen, dass die
Lufttemperatur in 2 Meter Hoehe (2m-Temperatur) global gemittelt als auch lokal
unter einem konstanten externen Forcing normalverteilt ist. Ebenso wurde
vermutet, dass diese Normalverteilungauf globaler und lokaler Ebene unter
zeitlichen Aenderungen des externen Forcings bestehen bleibt. Diese Hypothese
wurde als die Gauss-Annahme bezeichnet. Mithilfe eines 100-Glieder
Simulationsensembles des MPI-ESM (MaxPlanckInstitute-EarthSystemModel) der
2m-Temperatur fuer den Monat Januar der Jahre 1850 bis 2005 sollte die GaussAnnahmeueberprueftwerden.Zunaechstwurdedie2m-TemperaturzuBeginnder
Simulation, repraesentativ fuer ein Klima unter annaehrend konstantem externen
Forcing, auf ihre Wahrscheinlichkeitsdichteverteilung untersucht. Dem folgend
wurdeermittelt,obdieWahrscheinlichkeitsdichteverteilungimLaufederZeitdurch
eine Aenderung des externen Forcings, in diesem Fall durch eine anthropogene
Erhoehung der atmosphaerischen Kohlenstoffdioxidkonzentration, modifiziert wird.
Fuer die global gemittelte 2m-Temperatur konnte die angenommene
Normalverteilung zu Beginn wie auch zum Ende der Simulation nachgewiesen
werden. Hierbei wurde jedoch das Ensemble-Mittel im Laufe der 155 simulierten
Jahre in positive Richtung verschoben. Bei der Betrachtung der Temperaturdaten
einzelner Gitterpunkte konnte ebenfalls fuer den Beginn der Simulation die
3
AnnahmederNormalverteilungauchlocalverifiziertwerden.Allerdingsfuehrtedie
zeitliche Aenderung des externen Forcings lokal zu unterschiedlichen Ergebnissen.
Waehrend die 2m-Temperatur des Grossteils der Gitterpunkte wie beim globalen
Mittel normalverteilt blieb und es nur zu einer zeitlichen Verschiebung des
Ensemble-Mittels in positive Richtung kam, gab es in einigen arktischen Regionen
leichte,undinderarktischenRegionnahederBarentsseeklareAbweichungenvon
einer Normalverteilung der 2m-Temperatur. Diese Umstrukturierung der
WahrscheinlichkeitsdichteverteilungineinigenTeilenderArktiswurdegrobmitder
zeitlichen Aenderung der Frequenz des Vorhandenseins von Meereis im
Simulationsensemble begruendet. Welche Form die neue Wahrscheinlichkeitsverteilungangenommenhatwurdenichtuntersucht.Zusammenfassendkonntedie
Gauss-Annahme fuer das globale Mittel wie auch lokal, abgesehen von einigen
arktischenRegionen,verifiziertwerden.
10:55–11:20
Die Variabilität der Höhe der tropischen Tropopause - Eine Betrachtung
anhandeinesKlimamodells
ChristophSauter
StrahlungundFernerkundung
Die Eigenschaften der tropischen Tropopausenhöhe sowie ihre Einflussfaktoren
wurden mithilfe von MPI-ESM Klimamodelldaten des Max-Planck-Instituts für
MeteorologieinHamburguntersucht.NebeneinerkurzenVorstellungverschiedener
TropopausendefinitionenwerdenauchdieProzesseskizziert,dieaufdieVariabilität
derTropopauseEinflussnehmen.DieTropopauseistamÄquatoramhöchstenund
nimmt zu den Subtropen hin ab. In den meisten Teilen der Tropen fällt die
TropopausenhöheimJahresverlaufzwischenAugustundOktoberabunderreichtim
Mittel ihre größten Höhen im borealen Winter. Ein Großteil der Variabilität der
Tropopause im Jahresverlaufs kann durch die Stärke der solaren Einstrahlung und
der Brewer- Dobson Zirkulation erklärt werden. Um das Verhalten der
Tropopausenhöhe bei besonderen (fiktiven) Bedingungen analysieren zu können,
wurde für die Untersuchung ein Datensatz mit stetiger Erhöhung der CO2Konzentration in der Atmosphäre gewählt. Es zeigt sich, dass bei konstanter
ErhöhungdesCO2-Gehaltesum1%proJahrdiemittlereTropopauseüber150Jahre
um rund 1.5 km ansteigt. Dieser Anstieg der Höhe ist vor allem der gestiegenen
Temperatur der oberen Troposphäre und den höheren Meeresoberflächentemperaturen geschuldet. Davon ausgehend wird vermutet, dass die Verknüpfung
der Tropopausenhöhe mit der Oberflächentemperatur hauptsächlich über dem
OzeanüberkonvektivaufsteigendeLuftmassenerfolgt.Eskanngezeigtwerden,dass
die interannuelle Variabilität der tropischen Tropopausenhöhe insbesondere durch
die El Niño-Southern Oszillation (ENSO) bestimmt wird. ENSO Ereignisse und
TropopausenhöhenzeigeneinestarkelineareKorrelationdielocalWertevonbiszu
0.90annimmt.DieKorrelationistamhöchstenineinemDipolförmigenMustermit
MaximaüberdemzentralenPazifikbei10°Nund10°SundeinemlokalemMinimum
überMikronesien.SienimmtbishinzudenSubtropenhinab.EineVergrößerungder
4
KorrelationbeiVerzögerungderZeitseriederTropopausenhöheumeinigeMonate
tritt zwischen 15°N und 15°S lediglich an den Stellen auf, an denen während der
betrachtenENSO-PhasenkaumKonvektionvorhandenist.
11:20–11:45
IntegratingClimateResilienceintoEconomicDevelopment-Acasestudyin
Bolivia
TimRohrschneider
Humboldt-UniversitätzuBerlin,Geographie
NiederschlagundWolken
Mittwoch,1.Juni2016,12:45–16:20,RaumH4
12:45–13:10
Fernerkundungs- und In-situ- Niederschlagsmessgeräte: Ein statistischer
Vergleich
LenaFieckel
AtmosphärenmessungenundProzessmodellierung
IndervorliegendenArbeitwerdeneineKippwaage,einoptischesDisdrometerund
ein Mikro-Regen-Radar (MRR) bezüglich ihrer Messwerte der Regenrate am selben
Standort verglichen. Die Forschungsfrage der Arbeit ist, inwiefern ein möglicher
Unterschied der Messwerte auf einen systematischen Fehler der drei Messgeräte
zueinander zurückzuführen ist. Die Messwerte zwischen MRR und Kippwaage sind
am besten korreliert. Es tritt ein systematischer Fehler von MRR und Disdrometer
relativzurKippwaageauf.AufgrunddessystematischenFehlerswirdeineKorrektur
mithilfe einer linearen Regression durchgeführt. Nach dieser werden die
gleichzeitige Regendetektion, die Akkumulation der Regenraten über den
Messzeitraum,sowiedieHäufigkeitsverteilungderRegenrateuntersucht.Durchdie
Korrektur nähern sich die akkumulierten Niederschlagswerte von MRR und
Disdrometer zwar der Kippwaage an, weisen jedoch beide noch einen Unterschied
von ca. 150 mm (Disdrometer), bzw. 180 mm (MRR) auf. Die Häufigkeitsverteilung
der Regenrate des MRR nähert sich starker an die entsprechende Verteilung der
Kippwaagean,alsdieHäufigkeitsverteilungderRegenratedesDisdrometers.Beider
RegendetektionverschiebtsichdieGrößederFehler.WiesenvorderKorrekturnur
MRR und Kippwaage den geringsten Fehler auf, so passten nach der Korrektur
sowohlMRRundDisdrometer,alsauchMRRundKippwaageambestenzusammen.
5
13:10–13:35
Extremwertstatistik täglicher Niederschlagsdaten in Mitteleuropa und
einerMonsunregion
SebastianReh
TheoretischeMeteorologie
13:35–14:00
OceanRAIN Precipitation Statistics Analysing the Climate Zones of the
AtlanticOcean
MarvinKähnert
RadiationandRemoteSensing,UniversityofHamburg
Precipitation is an essential parameter of the global energy and water cycle and
therefore a fundamental parameter of our climate system. Hence, keen
understanding of precipi- tation intensity and distribution are crucial for
understanding and modelling the climate system. Due to its high spatio-temporal
variabilityprecipitationmeasurementsovertheoceanwererareandpronetolarge
errors. The Ocean Rainfall And Ice-phase precipita- tion measurement Network
(OceanRAIN) supplies high-quality, disdrometer-based in situ measurements of
precipitationovertheocean.ThisstudyinvestigatestheOceanRAIN-datasetsoftwo
research vessels (RV Polarstern and RV Meteor) concerning the parameter
precipitation over the Atlantic Ocean. There- fore a separation by climate zone,
phase (rain, snow, mixed-phase) and climatological quarters was performed. A
gamma-distribution of the precipitation rates was proven for all climate zones and
phases.Moreoveritwasshownthatrareconvectiveevents,withanabundanceof
10-15%, con- tribute to more than 60-80% of the measured accumulation. The
maximum rates were observed in the tropics by both research vessels and
accounted for 113.75 mm/h (RV Polarstern) and 157.15 mm/h (RV Meteor).
MeasurementsoftheRVMeteorwithinthesubtropicsofthesouthernhemisphere
showed noticeably intense precipitation events. These intense and also atypical
ratescouldbeverifiedwithinthescopeofacasestudy,usingsatellite-data(TRMM
3B42). Investigation of the particle size distribution (PSD) showed that frozen
particlesoccurmuchmorefrequentwithinthesmallestbinsizesthanliquidparticles
due to the different saturated vapour pressures. Furthermore the PSD behaviour
were evaluated. It could be shown that the sample size has no decisive impact on
the PSD. The study exhibits that a high diversity of precipitation events was
measured by Ocean- RAIN, providing detailed insights of the characteristics of the
measuredprecipitationovertheAtlantic.
6
14:00–14:25
EntwicklungeineslogistischenGewittermodellsfürMitteleuropa
SinanHosgel
AtmosphärischeRisiken/IMK-TROKarlsruhe
Das Ziel der Arbeit bestand darin, mit Hilfe der logistischen Regression, ein auf
mehreren meteorologischen Variablen basierendes logistisches Gewittermodell zu
entwickeln, durch das die Diagnostik von Gewitterereignissen in Klimasimulationen
verbessert werden könnte. Zur Kalibrierung und Validierung des logistischen
Gewittermodells, das die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Gewitters
wiedergibt,wurdenebenBlitzdatendesBlitz–InformationsdienstesderSiemensAG
(BLIDS), der europäische Reanalysedatensatz "coastDatII" des Helmholtz–Zentrums
Geesthacht (HZG) verwendet (2000 bis 2012). Da die Blitzdaten für Deutschland,
Österreich, die Schweiz und die Benelux–Staaten vorliegen, wurde das Modell
zunächstfürdiesesGebietentwickelt.MitHilfevonstatistischenMethodenwurden
gewitterrelevante meteorologische Parameter identifiziert. Dabei stellten sich der
SurfaceLiftedIndex(SLI)unddasniederschlagfähigeWasser(TQV)alsdieambesten
geeigneten Parameter heraus. Um die Unsicherheiten in den Ergebnissen bei der
WahldeslogistischenModellszuberücksichtigen,wurdezurVorhersageletztendlich
ein Ensemble aus 19 verschiedenen logistischen Gewittermodellen verwendet.
Dadurch sind sowohl die unterschiedliche Modellqualitäten als auch der Einfluss
orografischer Effekte erfasst. Das Ergebnis des logistischen Gewittermodells ist ein
neuer Index, der die Anzahl der Tage mit einem erhöhten Gewitterpotential
wiedergibt, und daher als potentieller Gewitterindex PTI bezeichnet wird. Ein
qualitativer Vergleich der aus den Blitzdaten abgeleiteten Verteilung der
Gewittertage und dem mittleren Gewitterpotential, abgeleitet aus "coastDatII"
(2000–2012) im Untersuchungsgebiet, verdeutlicht, dass das logistische
Gewittermodell die räumliche Verteilung der Gewittertage gut abbildet. Die
anschließende Evaluierung des logistischen Gewittermodells mit einem
unabhängigenDatensatz(2010–2012)zeigt,dassdasModellbesondersinGebieten
mit erhöhter Gewitteraktivität geeignet ist, diese zu identifizieren. Allerdings wird
deutlich, dass Regionen, in denen in der Realität ein geringes Aufkommen an
Gewittern beobachtet wird, große Unsicherheiten aufweisen. Die anschließende
AnwendungdesfürMitteleuropaentwickeltenModellsaufganzEuropazeigt,dass
daslogistischeGewittermodellzurBestimmungdesGewitterpotentialshier–außer
in komplexem Gelände – mit gewissen Einschränkungen ebenfalls plausible
Ergebnisseliefert.
14:55–15:20
StatisticsofliquidwatercloudsaboveLeipzig
TimorshaRafiq-Dost
Acousticsandremotesensing
7
15:20–15:55
Influenceofthecloudicewaterpathoftheatmosphereonthebrightness
temperatureinthemicrowaverange
JohnMrziglod
RadiationandRemoteSensing
According to the last IPCC climate reports, the earth's climate is changing due to
humans'activities.However,therearestilllargeuncertaintiesregardingtheroleof
iceclouds.Toenhanceourknowledgeoftheirroleandtheirphysicsinourclimate
system,agoodestimationoftheirparameterssuchasthetotalcloudicewaterpath
(TCIWP)isessential.Hence,IcomparedtheobservationsandsimulationsofTCIWP
and brightness temperatures at 183.311 GHz of four datasets and found a robust
correlation between them. I used a linear regression to find an accurate function
whichisabletoretrievetheTCIWPfromthebrightnesstemperature.Toreducethe
errorofthisretrievalfunction,IsplittheTCIWPincloudicewaterpath(CIWP)and
snowwaterpath(SWP),andIusedamultilinearregression.Thedatashowthatthe
CIWP has a stronger signal in the brightness temperatures than the SWP.
Furthermore,Isuggestthatforfurtherimprovementtheretrievalfunctionshouldbe
non-linearandshouldconsidermorevariablessuchasthesurfacetemperature.
15:55–16:20
OptimierungderSimulationvonMVIRIundSEVIRI
MaximilianSchaper
StrahlungundFernerkundung
Die Strahlungsflüsse in der Atmosphäre spielen eine wichtige Rolle in der
Entwicklung des Klimasystems. Eine wichtige Quelle zur Bestimmung der
Strahlungsflüsse stellen Messungen durch Satelliten dar. Dieser Vortrag beschäftigt
sich mit der Optimierung der Simulation der Satellitensensoren MVIRI und SEVIRI.
BeidedetektiereninfrarotStrahlungdievonderErdeausgeht.UmeineMessungzu
simulierensinddieStrahlungseinflüssederAtmosphäreunddieMesseigenschaften
des Sensor zu berücksichtigen. Das Kernproblem bei der Simulation sind die
Strahlungsflüsse in der Atmosphäre. Elektromagnetische Strahlung nimmt in der
Natur durch verschiedenste Interaktionen unterschiedliche Frequenzen an, sodass
sicheinkontinuierlichesSpektrumergibt.SimulationenderStrahlungsflüssekönnen
allerdingsnurfürdiskreteFrequenzendurchgeführtwerden.DietrivialeLösungdes
Problems ist, eine feste Frequenzauflösung zu wählen, um die Strahlungsflüsse zu
simulieren. Durch eine hohe Frequenzauflösung ist es möglich den
Approximationsfehler, welcher durch die Diskretisierung entsteht, zu
vernachlässigen. Durch die hohe Frequenzauflösung entsteht allerdings ein sehr
hoher Rechenaufwand. Das Ziel der Bachelorarbeit war es, diesen Rechenaufwand
zu verringern. Die grundlegende Annahme ist, das nicht allen Frequenzen bei der
Simulation der Sensoren ein gleiches Gewicht zukommt. Durch die geschickte
8
AuswahleinzelnerFrequenzensollderRechenaufwandverringertwerden.Dazuist
es nötig verschiedene Frequenzkombinationen mit einer geringen Anzahl an
Frequenzen auf ihr Approximationsgenauigkeit zu testen. Die Auswahl der
Frequenzkombinationen erfolgt durch den „Simulated-Annealing“-Algorithmus. Mit
diesem ist es möglich aus der Vielzahl an möglichen Frequenzkombinationen die
auszuwählen,welchediehochaufgelösteSimulationamgenaustenapproximieren.
DieseMethodestehtimMittelpunktdesVortrags.DenAbschlussdesVortragsstellt
die Diskussion der allgemeingültigsten Frequenzkombinationen dar. Unter
Verwendung dieser Frequenzkombinationen ist es möglich den erforderlichen
RechenaufwandumeinenFaktorvonbiszu1000zureduzieren.
TemperaturundStrahlung
Donnerstag,2.Juni2016,8:50–11:10,Raum1535
9:00-9:25
Using WESS meteorological ground-station data to study parts of the
morning transition and the energy budget of the Ammer Valley, BadenWürttemberg,Germany.
VerenaHof
UniversityofTübingen,CenterforAppliedGeoscience–EnvironmentalPhysicsGroup
The overall processes during the morning transition of the atmospheric boundary
layer are well understood but not many quantitative descriptions have been
published so far. Using data from the WESS Ammer Valley meteorological groundstations in southwest Germany, this study attempted to find a direct correlation
betweenairtemperatureriseandincomingshortwaveradiation.Anotheraimwas
topredictthetimingofsensibleheatfluxcrossoverduringthemonthsofApriland
May2015.However,inthecourseofdataanalysissomeuncertaintiesandbiaseson
the temperature sensors were discovered and investigated. Therefore no
quantitative relationship between temperature rise and incoming solar radiation
couldbefoundwithcertainty.Althoughatendencythatfitstheexpectationscould
be distinguished. A summary of all issues and suggested equipment improvements
waspreparedfortheuseoftheresearchgroup.Additionallyanenergybudgetwas
calculated for five days in April 2015, trying for an accurate approximation of the
ground heat flux. The heat storage in the ground above a heat flux plate was
modeledandcompared,usingtwodifferentapproaches.Theenergybalancecould
notbeclosedbyabout150Wm-2,possiblyduetoneglectofsecondarycirculations
andenergystorageintheplantcanopy.
9
9:25–9:50
Messdatenbasierte Vorhersage der nächtlichen Minimumstemperatur am
HamburgerWettermast
AndréPetersen
Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung
Das Wetter, das für viele Menschen und Unternehmen von großer Bedeutung ist,
wird in der heutigen Zeit von vielen sich stetig verbessernden Wettermodellen
vorhergesagt.EswurdenauchbereitsvieleVerfahrenwiebeispielsweisedie„Model
Output Statistics“-Verfahren entwickelt, um diese weiterzuentwickeln. Nur noch
selten wird – außer bei Extremereignissen – bei Wettervorhersagen auf vergleich-bare Atmosphärenzustände an vergangenen Tagen geschaut, um daraus nützliche
Informationen für eine Vorhersage zu gewinnen, statt den Hauptfokus auf
Wettermodellergebnisse zu legen. In meiner Bachelorarbeit habe ich an diesem
PunktangesetztunddieseMethodemöchteichinmeinemVortragerläutern.Inder
BachelorarbeitwirdhierfüreinVerfahrenentwickelt,dasausschließlichMesswerte
verwendet, die beim „Wettermast Hamburg“ aufgezeichnet wurden, und zu
SonnenuntergangdieMinimumstemperaturderfolgendenNachtvorhersagt.Dieses
Verfahren entspricht der Vorgehensweise einer Analogvorhersage. Hierfür werden
dieDatensowohlinTrainings-undTestdatenalsauchinMonateoderJahreszeiten
eingeteilt.ZurVorhersagederMinimumstemperatureinerNachtausdenTestdaten
werden Nächte aus den Trainingsdaten gesucht, die dem Atmosphärenzustand der
zu vorhersagenden Nacht– jeweils zu Sonnenuntergang– ähneln. Hierfür wird der
Ähnlichkeitsbegriff definiert. Es werden maximale Differenzen der Temperatur, des
Windes, der Taupunktdifferenz und des Luftdrucks zu Sonnenuntergang sowie des
TemperaturabfallsvorSonnenuntergangzwischenVorhersagenachtundVergleichsnacht festgelegt. Als Vorhersagewert wird der Median der Temperaturabfälle der
ähnlichen Nächte, die jeweils nur aus dem selben Monat beziehungsweise aus der
selben Jahreszeit der vorherigen Jahre ausgewählt werden, verwendet. Die
VorhersageweistsowohlbeiderAufteilunginMonatealsauchinJahreszeiteneinen
durschnittlichen Fehler (Median) von circa 1,3 K auf, welcher allerdings abhängig
vom Monat beziehungsweise der Jahreszeit ist. Bei beiden zeitlichen Einteilungen
kann für mehr als 95% der Nächte mindestens eine Vergleichsnacht gefunden und
somiteineVorhersageerstelltwerden.
9:50–10:15
A stochastic downscaling algorithm for generating time series of high
resolutionsolarradiationvalues
ChristianeDuscha
RadiationandRemoteSensing/SuntraceGmbH
In recent years, renewable energies, especially solar power experienced an
enormous uprising. It is now of strong interest to achieve accurate energy yield
predictionsforsolarpowerplantsatanydesiredlocation.Thereforesolarradiation
10
dataofhighquality,hightemporalresolutionandwidespatialresolutionisrequired.
Satellite derived solar radiation data provide wide spatial and long term coverage.
Butthetemporalresolutionofusually1hourisfairlysmall.Aresolutionofatleast1
minute is needed. Therefore, an algorithm was implemented, which is capable of
downscaling a 1 hour resolution time series of solar radiation to a 1 minute
resolution. By statistical analysing 1 minute resolution measurements of solar
radiation,theempiricalalgorithmwasdeveloped.Aclimatezonespecific,aswellas
a global algorithm valid for all climate zones were implemented. These algorithms
generate 1 minute resolution time series from series with 1 hour resolution
providing the same statistical properties as measured for the 1 minute test time
series.Thegenerated1minuteresolutionsolarradiationdataiscomparedtoground
measurements within different climate zones. The generated data show a high
similaritytomeasured1minutedataofthesametimeperiodforallskyconditions,
includingbrokencloudcases.Thesecomparisonsshowthatthe1hourdistribution
of measurements is improved by the generated 1 minute resolution distribution.
Also, the variability of the measured time series is mostly conserved by the
generated series. Finally it was shown that a station specific rather than a climate
zone specific algorithm works better. But without station data available, the
algorithmvalidforallclimatezonesgivesthebestresults.
10:45–11:10
AModelOutputStatisticssystemtoforecastthe2metretemperatureatthe
“WettermastHamburg“site
TobiasFinn
AtmosphärenmessungenundProzessmodellierung/MI,UniversitätHamburg
The Model Output Statistics (MOS) method is frequently used to downscale and
improve numerical weather models for specific measurement sites. The MOS
approach was used to develop a not yet existing 2 metre temperature forecasting
system for the “Wettermast Hamburg“ site. The system is based on the 0 UTC
control run of the legacy “global ensemble forecast system“. The linear equations
werecalculatedusingatrainingperiodof2years(01.03.2012-28.02.2014),whilethe
developedmodelswereevaluatedusingthefollowingyear(01.03.2014-28.02.2015).
During the development process it was found that a combination of forward and
backwardselectiontogetherwiththe“Bayesianinformationcriterion“,awarm-cold
splittingandafive-foldcross-validationwasthebestautomatedmethodtominimize
the risk of overfitting. To further reduce the risk, the system was restricted. In
comparisontothefullyautomatedmethod,theerrorwasnotchangedsignificantly
throughthisrestrictions.Theanalysisoftheimportanceofselectedpredictorsshows
that the model has problems characterizing specific weather phenomena. Large
model errors by misrepresenting the boundary layer were highlighted through the
10 metre wind speed, the surface temperature and the 1000 hPa temperature as
frequently selected predictors. The final forecast system has a root-mean-square
error minimum of 1.1 K for the initialization and a maximum 2.2 K at the 84 hour
leadtime.Themainerrorreductionisachievedinthefirst24hoursoftheforecast.
11
Wind
Donnerstag,2.Juni2016,11:10–13:50,Raum1535
11:10–11:35
EineinfachesVerfahrenzurBestimmungdeshorizontalenWindvektorsin
WolkenhöhemithilfeeinerWolkenkamera
YannGeorgBüchau
AtmosphärenmessungenundProzessmodellierung
Es wird ein einfaches Verfahren zur Bestimmung des horizontalen Windvektors in
Wolkenhöhe mithilfe einer Wolkenkamera vorgestellt. Entwickelt und evaluiert
wurde die Methode anhand von Bildern aus der Wolkenkamera am Wettermast
Hamburg. Bei einem Paar nacheinander aufgenommener Kamerabilder wird nach
der Entfernung vorhandener Verzerrungseffekte (Fischaugeneffekt) die nötige
Anzahl Zeilen und Spalten ermittelt, die die Bilder gegeneinander verschoben
werden müssen, um eine maximale Übereinstimmung zu erreichen. Diese
Verschiebung wird dann unter Einbeziehung der Wolkenhöhe in den horizontalen
Windvektor umgerechnet. Dazu wird die Wolkenhöhe als zusätzliche Information
benötigt - beispielsweise aus einem Ceilometer. Der Anwendungsbereich des
Verfahrens beschränkt sich auf Bildsequenzen, auf denen eine eindeutige
Wolkenbewegungsrichtung erkennbar ist. Befinden sich störende Bildelemente wie
beispielsweise Regentropfen, Tautropfen oder etwa Vögel im Bildbereich, sind die
Ergebnisse überwiegend unbrauchbar. Insbesondere ist es mit dieser einfachen
Methode nicht möglich, gleichzeitig den Wind in verschiedenen Höhen zu
bestimmen. Trotz dieser Einschränkungen und Einfachheit zeigen die Ergebnisse
aber eine deutliche Ähnlichkeit mit Windmessungen am Wettermast. Es werden
Tageszeitreihen des so bestimmten Windes präsentiert und mit Windmessungen
einesUltraschallanemometersin280MeternHöheverglichen.
11:35–12:00
Bedingungen für das Auftreten extremer nächtlicher Windscherungen am
WettermastHamburg
HelenaRöhling
Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung
Am Wettermast Hamburg wird in einigen Nächten ein extremes Ausscheren des in
10 m Höhe gemessenen Windes nach Osten beobachtet, während die Winde der
darüberliegenden Höhen aus einer westlichen Richtung kommen. Um eine
Vorhersagemethode für dieses Phänomen zu entwickeln, wurden im Zuge meiner
Bachelorarbeit die meteorologischen Rahmenbedingungen für das Auftreten dieser
Windscherungen untersucht und auf deren Grundlage ein Phänomenfinder
entwickelt. Die Ergebnisse sollen nun vorgestellt werden. Als Phänomen werden
Windscherungengewertet,beidenender10m-WindausöstlicherRichtung(<180°)
kommt,dieWindrichtungsdifferenzzwischen10und110mmindestens90°beträgt
12
undderWindabeinerHöhevon110mauswestlicherRichtung(>180°)kommt.Es
wurden 64 bekannte Fälle extremer nächtlicher Windscherungen untersucht und
anhand der ermittelten charakteristischen Verhaltensweisen von Temperatur,
WindgeschwindigkeitundStrahlungeinFinderkonzipiert,derfürdieJahre2004bis
2015444Phänomeneliefert,seineTrefferquoteliegtbei57%.WährendderAnfang
derPhänomenerechtgezieltbestimmtwerdenkann,brechendieFindermeldungen
mehrere Stunden vor dem tatsächlichen Phänomenende ab, durchschnittlich 320
Minuten.JestärkerausgeprägtundabruptdieWindscherung,destopräziserkönnen
AnfangundEndebestimmtwerden.ZumAuftretendesPhänomensamWettermast
Hamburg kommt es in Nächten, in denen in 10 m Höhe Windgeschwindigkeiten
kleiner1m/sherrschenundTemperaturinversionmindestenszwischendenHöhen2
und10mvorliegt.DiesewirdausgelöstdurchHochdruckwetterlagenvonmehrals
1010 hPa und der daraus resultierenden niedrigen Bewölkung, die zur Auskühlung
des Bodens führt. Der Bedeckungsgrad liegt typischerweise unter 3/8 und die
StrahlungsbilanzimnegativeWertebereich.JegrößerdieerreichteInversionshöhe,
destowahrscheinlicheristdieEntstehungdesPhänomens,jedochistdieAusprägung
der Windscherung nicht an die Inversionshöhe geknüpft. Häufig liegt die
Temperaturdifferenz zwischen 250 und 0 m oberhalb von 2,5 K. Besonders häufig
treten extreme Windscherungen im Sommer und Herbst, seltener im Frühling und
Winterauf.
13:00–13:25
DaslogarithmischeWindprofilamWettermastHamburg
GregorMöller
Atmosphärenmessung/Prozessmodellierung-UniHamburg
BeiderUntersuchungvonWindprofilenwirdsichinderMeteorologiehäufigaufdie
Theorie des logarithmischen Windprofils bezogen. Demnach nähme die
WindgeschwindigkeitmitderHöhelogarithmischzu.DieseTheorieweistallerdings
inbestimmtenFällendeutlicheAbweichungenvonderPraxisauf(Konow,2015;'Tall
Wind Profiles in Heterogenous Terrain'). In meiner Bachelorarbeit wird dieses
ProblemimDetailuntersucht.FüreinegesundewissenschaftlicheGemeinschaftist
aber nicht nur die eigene Forschungsarbeit, sondern auch der Austausch von
Erkenntnissen mit anderen Interessierten empfehlenswert, weshalb in einem
Vortrag alle wesentlichen Aspekte meiner Bachelorarbeit erläutert werden sollen.
Als erstes wird in diesem Vortrag in einer kurzen Einführung auf die Anlage des
Wettermast Hamburg eingegangen, da alle benutzen Daten an dieser Messanlage
gemessenwurden.AnschließendwirdderEinflussdesWettermastHamburgaufdie
Windmessungen erläutert. Im weiteren Verlauf des Vortrages wird die
Logarithmizität vorgestellt – ein Maß, das den Vergleich von Windprofilen anhand
ihrer logarithmischen Form ermöglicht. Dieses Maß nimmt einen Wert zwischen 0
und 1 an, wobei 1 ein perfekt logarithmisches Windprofil und 0 theoretisch
unendliche große Abweichungen von einem logarithmischen Windprofil darstellen.
Mit Hilfe der Logarithmizität werden statistische Zusammenhänge zwischen dem
Auftreten von besonders logarithmischen Windprofilen und anderen
meteorologischen Parametern, wie Schichtungsstabilität, Windrichtung oder
13
Windgeschwindigkeit untersucht. Die Schichtungsstabilität weist den stärksten
Zusammenhang mit dem Auftreten eines logarithmischen Windprofils auf. Bei
neutraler Schichtung haben Windprofile im Mittel die größte Logarithmizität,
während bei stabiler Schichtung die größten Abweichungen zur logarithmischen
Form auftreten. Aber auch die Windrichtung und die Windgeschwindigkeit haben
Einfluss auf die Logarithmizität eines Windprofils. Bei nordwestlichen
Windrichtungen hat das Windprofil im Mittel die größte Logarithmizität. Die
Untersuchung von der Logarithmizität von Windprofilen im Zusammenhang mit
Windgeschwindigkeiten zeigt, dass eine große Logarithmizität besonders bei
Windgeschwindigkeitsextremen, also bei besonders kleinen, sowie bei besonders
großenWindgeschwindigkeitenerreichtwird.
13:25–13:50
Bestimmung des 50-Jahres-Windes bis in 250 m Höhe am Wettermast
Hamburg
SarahC.Winkler
Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung
Die Stromerzeugung aus Windenergie hat in den vergangenen Jahren mehr und
mehr an Bedeutung gewonnen. Um den Bedarf decken zu können, wurden immer
mehr, immer höhere Windenergieanlagen gebaut. Bei der Beurteilung der
Standorteignung einer Anlage werden verschiedene Windwerte betrachtet, unter
anderem der 50-Jahres-Wind. Hierbei handelt es sich um das höchste 10-Minuten
MitteldesWindes,dassstatistischeinmalin50Jahrenauftritt.IndieserArbeitwird
der50-Jahres-WindfürdenWettermastHamburgin10bis250mHöheberechnet,
anhandvonMessungenausdemZeitraumvom1.Oktober2000bis30.September
2014. Dafür werden zwei Methoden der Extremwertstatistik verwendet: Die Block
Maxima Methode und die Peak over Threshold Methode. Bei der Block Maxima
Methode wird die Zeitreihe in Blöcke unterteilt und die Maxima dieser Blöcke
werden ausgewertet. Es wird zwischen zwei verschiedenen Blockgrößen
unterschieden, den Jahresblöcken und den konstruierten 30-Tage Blöcken. Bei der
PeakoverThresholdMethodewerdenlediglichWertebetrachtet,dieoberhalbeines
gewählten Grenzwertes liegen. Die Ergebnisse zeigen, dass der 50-Jahres-Wind mit
der Höhe zunimmt. Das Profil des 50-Jahres-Windes der Block Maxima Methode
folgt dabei dem Profil der maximalen Windgeschwindigkeit, das der Peak over
Threshold Methode dem der mittleren Windgeschwindigkeit. Die Differenzen
zwischendenErgebnissenbeiderMethodenliegenzwischen1m/sund4.6m/sund
nehmen mit der Höhe zu. Das logarithmische Windprofil scheint eine gute
MöglichkeitzurBeschreibungdesProfilsdes50-Jahres-Windeszusein.ImVergleich
mit anderen Arbeiten zum 50-Jahres-Wind zeigen sich zum Teil deutliche
Unterschiede.GrunddafürsindverschiedeneStandorteundMethoden.
14
SchadstoffeundSpurengase
Donnerstag,2.Juni2016,13:50–16:00,Raum1535
13:50–14:15
Untersuchung der Unterschiede im vertikalen CO2-Fluss zwischen Open-
und Closed-Path-Messgeräten bei der Eddy-Kovarianz-Methode in der
sibirischenArktis
LutzBeckebanze
AtmosphährischeProzesse
Die Wechselwirkung zwischen dem Boden und der Atmosphäre ist von großer
Bedeutung für das Klima. Zur Bestimmung von vertikalen Spurengas- und
Energieflüssen zwischen diesen Sphären wird häufig die Eddy-Kovarianz-Methode
eingesetzt. Um die Spurengasflüsse zu messen, können zwei verschiedene
Systemtypeneingesetztwerden:dasOpen-Path-unddasClosed-Path-System.Beide
Systeme können, sofern sie am selben Ort aufgebaut sind, das gleiche 3DUltraschallanemometer nutzen. Da die Messprinzipien der beiden Systeme
voneinander abweichen, können voneinander abweichende Spurengasflüsse
gemessenwerden,obwohldieGeräteamselbenOrtaufgebautsindunddasselbe
3DUltraschallanemometernutzen.AufderInselSamoylovimLenaDelta,Russland,
wirddieEddy-Kovarianz-MethodeseitdemJahr2002eingesetztumdenvertikalen
CO2-FlusszwischenderpolygonalenTundraundderAtmosphärezubestimmen.In
den Jahren von 2002 bis 2006 wurden ausschließlich Closed-Path-Messgeräte zur
Flussmessungeingesetzt,abdemJahr2007wurdenOpen-Path-Messgerätegenutzt.
Seit2010werdendieMessgeräteteilweiseparallelamselbenMessturmeingesetzt.
IndieserArbeitwirduntersucht,wiegroßdieUnterschiedebeidervertikalenCO2FlussMessungzwischendemOpen-Path-undClosed-Path-Systemensindundwoher
dieUnterschiedekommen.AußerdemwerdenmöglicheKorrekturendargestellt.Die
untersuchtenDatenstammenausdemSommer2015.DieUntersuchungzeigt,dass
derBodennachguteinemMonatlautderMessungvomClosed-Path-Systemmehr
als doppelt so viel CO2 abgegeben Hat im Vergleich zur Messung vom Open-PathSystem. Auch wird eine tageszeitabhängige Differenz im CO2-Fluss zwischen den
beiden Systemen aufgezeigt. Die dargestellten Korrekturen bieten Ansätze um die
UnterschiedeimCO2-FlusszwischendenOpen-Path-undClosed-Path-Systemenzu
minimieren.
14:45–15:10
Systematische Auswertung von Messungen zur Ausbreitung störfallartig
freigesetzterLuftschadstoffeimStadtgebietHamburgs
MeikeHellweg
TechnischeMeteorologie/Windkanallabor,MeteorologischesInstitut
Um zum besseren Verständnis der Ausbreitungsvorgänge in der atmosphärischen
Grenzschicht in komplexen urbanen Gebieten beizutragen, wurde mit Hilfe von
15
KorrelationsanalysensystematischeineumfangreicheVersuchsreiheuntersucht.Die
ausgewerteten Daten wurden zuvor mit dem Stadtmodell Hamburgs im Windkanal
„Wotan“ der Universität Hamburg aufgenommen. Durch mehrere im Stadtmodell
eingebaute Emissionsquellen ist die zeitgesteuerte Freisetzung von Messgas an
verschiedenen Freisetzungsorten möglich. Nach spontanen Emissionen wird der
zeitliche Verlauf der Konzentration des freigesetzten Tracergas Ethan an
unterschiedlichenMessortenaufgezeichnet.DieDatenwerdenanhandeinesselbst
erstellten Python-Werkzeugs auf verschiedene Korrelationen mithilfe der
Korrelationskoeffizienten nach Pearson und Spearman untersucht. Besonders
auffälligsindhierbeidieErgebnissederFolgendenKorrelationsuntersuchungen.Die
UntersuchungderKorrelationzwischenderMaximalkonzentrationunddemAbstand
zeigt eine eindeutige, exponentielle Abnahme. Dies ist auf die zunehmende
räumliche Ausdehnung der Schadstoffwolke zurückzuführen. Außerdem ist eine
erhebliche Abhängigkeit von der Ausbreitungs- und Windrichtung sichtbar. Die bei
derAuswertungauftretendengegenläufigenKorrelationskoeffizientenbezüglichder
Korrelation zwischen dem Quotient aus der Anstiegs- mit der Abklingzeit und dem
Abstand sind physikalisch nicht zu erklären. Daher kann der erwartete konstante
Zusammenhang mit steigender Entfernung aufgrund von gleichen proportionalen
Einflüssennichtbestätigtwerden.DesWeiterenwurdedieKorrelationzwischender
ReisegeschwindigkeitunddemAbstanduntersucht.FürEntfernungenunterhalbvon
0,8kmweisendieDateneineeindeutigelineareZunahmederReisegeschwindigkeit
mitderEntfernungmitKorrelationskoeffizienten90%auf.JegrößerdieEntfernung
des Messortes zum Emissionsort, desto stärker werden die Einflüsse der
unterschiedlich stark ausgeprägten Turbulenzen, sodass die Korrelation deutlich
abnimmt.ZusätzlichergibtsicheinehoheAbhängigkeitderReisegeschwindigkeitmit
demAbstandinWindrichtung.
15:10–15:35
Research on the Spatial-Temporal Distribution Characteristic of Heavy
PollutionProcessesinPearlRiverDelta
WenboTan
SchoolofEnvironmentalScienceandEngineeringSunYat-sunUniversity
Basedonthedistributionpatternofdailyaverageregionalairqualityindex(RAQI)in
the year of 2007 and 2013, the spatial and temporal distribution characteristics of
heavy pollution process in Pearl River Delta(PRD) is studied in this paper. And by
comparingtheyearof2007and2013,afteraseriesofairqualityreforms,suchas
OlympicGames,theAsianGamesand“NewStandard”,thechangeofairqualityin
PRD were analyzed. The conclusions are as follows: (1) The number of heavy
polluteddaysin2013ismuchlessthanthatin2007andtheairpollutioncondition
hasbeenimproved.Mostoftheheavypolluteddayswereconcentratedinautumn
and winter. Summer had least heavy polluted days. Besides, the air pollution
conditioninDecemberwastheworst,withmostheavypolluteddays.Theseasonal
distributionsofheavypolluteddaysintwoyearsweresimilar,becauseofthesimilar
low-level flow pattern. (2) The spatial distributions of heavy polluted days are
16
dividedinto4types:westerntype,middletype,easterntypeandwest-easterntype.
Middle type appeared most frequently both in 2007 and 2013, which means the
main spatial distribution of heavy pollution in PRD is of middle type pollution.
Comparedwithairqualityin2007,thatin2013hasbeenbetter,buttheimproving
andmanagingofatmosphericenvironmentinthisregionneedalong-termcarry-on.
Moreover,withdatafromtheERAInterimdatasetofECMWF,2heavyairpollution
episodes,18thDecember2007and4thDecember2013,areespeciallyanalyzed.The
conclusionis:groundsmallwind,verticaldownwardflowandinversionlayerarethe
mostimportantmeteorologicalfactorsthatcause2heavyairpollutionepisodesin
PRD.
15:35–16:00
Der Einfluss von Flächen- und Waldbränden auf die Oberflächenkonzentrationen von Ruß, organischen Kohlenstoffs und Sulfat in einem sich
erwärmendenKlima.
AndreasBeckert
Max-Planck-InstitutfürMeteorologie
Flächen-undWaldbrändeemittierengroßeMengenanAerosolen,diesignifikantzur
oberflächennahen Aerosolkonzentration beitragen. Meine Bachelorarbeit
konzentriert sich auf die Auswirkungen von Flächen- und Waldbränden auf die
atmosphärischen Konzentrationen von Ruß, organischen Kohlenstoffs und Sulfat in
einemsicherwärmendenKlima.AusdiesemGrundverwendeichModellergebnisse
vom globalen Klima-Aerosol Modell ECHAM6-HAM2, welches mit dem
prozessbasierten JSBACH-SPITFIRE Modell kombiniert wurden. Für das zukünftige
Klima habe ich den repräsentativen Konzentrationspfad 8.5 (Representative
Concentration Pathway 8.5, kurz RCP8.5) aus dem 5. Sachstandsbericht des
zwischenstaatlichenAusschussesfürKlimaänderungen(IntergovernmentalPanelon
Climate Change, kurz IPCC) gewählt. Die Ergebnisse dieser Bachelorarbeit zeigen,
dassheutzutagevorallemdieFlächenbrändeindentropischenRegionensignifikant
zur oberflächennahen Aerosolkonzentration in den Tropen beitragen. Allerdings
werden diese Flächenbrände während des 21. Jahrhunderts aufgrund von
Landnutzungsänderungen wahrscheinlich weniger häufig auftreten. Aus diesem
GrundwirdsichdieAerosolkonzentration,voralleminZentralafrika,reduzieren.In
den borealen Breiten hingegen spielen Flächenbrände für die oberflächennahe
AerosolkonzentrationbereitsheuteeinegroßeRolle.AmEndedes21.Jahrhunderts
expandierenwahrscheinlichdieFlächenbrändeinhöhereBreiten,indenenesunter
heutigen Bedingungen kaum oder keine Flächenbrände gibt. In
hochindustrialisierten Regionen (wie zum Beispiel Südostasien) sind die
anthropogeneEmissionenheutzutageundamEndedes21.Jahrhundertsdominant.
Insgesamt werden Emissionen ausgehend von Waldbrände im laufe dieses
Jahrhundertssich,unterAnnahmedesRCP8.5Szenarios,erhöhenunddamitstärker
zurgesamtenoberflächennahenAerosolkonzentrationbeitragen.
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