Strukturmerkmale und Modelldarstellung der Konvektion über Mittelgebirgen:
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Karlsruhe
2006
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|---|---|
| adam_text | Titel: Strukturmerkmale und Modelldarstellung der Konvektion über Mittelgebirgen
Autor: Hasel, Markus
Jahr: 2006
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Zielsetzung 1
2 VERTIKATOR-Experiment 5
2.1 Experiment................................. 5
2.1.1 Messgebiet.............................. 5
2.1.2 Bodengebundene Messungen.................... 6
2.1.3 Luftgestützte Messungen...................... 7
2.2 Wetterlagen................................. 10
3 Entwicklung der Grenzschicht 17
3.1 Aufbau der atmosphärischen Grenzschicht................ 17
3.2 Bestimmung der Grenzschichthöhe .................... 18
3.3 Zeitliche und räumliche Entwicklung ................... 20
4 Turbulente Vertikaltransporte 35
4.1 Bestimmung von Wänneflüssen...................... 35
4.2 Fühlbare und latente Wärmeflüsse..................... 37
4.3 Spurenstofftransporte............................ 42
5 Spektrale Analyse 47
5.1 Methodik.................................. 47
5.1.1 Energiespektren........................... 47
5.1.2 Kospektren............................. 49
5.1.3 Berechnung der Spektren...................... 50
5.2 Varianzspektren meteorologischer Größen................. 51
5.3 Kospektren meteorologischer Größen................... 56
6 Konvektive Strukturen 61
6.1 Bestimmung konvektiver Strukturen.................... 61
6.1.1 Indikatorgröße............................ 61
6.1.2 Detektion der Strukturen...................... 63
6.2 Mittlere Eigenschaften........................... 64
6.3 Einzelheiten konvektiver Strukturen.................... 68
6.3.1 Häufigkeitsverteilungen....................... 69
6.3.2 Spurenstoffe............................. 73
6.3.3 Größe konvektiver Elemente.................... 77
ii INHALTSVERZEICHNIS
6.3.4 Transporte in Abhängigkeit von der Vertikalgesehwindigkeit . . 79
7 Einfluss von Antriebsdaten auf die Modell-Konvektion 85
7.1 Modellbeschreibung............................. 86
7.1.1 Tiedtke-Schema........................... 88
7.2 Fallstudie zu Unterschieden zwischen Messung und GME........ 89
7.2.1 Spezifische Feuchte......................... 90
7.2.2 Messung und Modellierung der Konvektion............ 94
7.2.3 Überprüfung von Modellergebnissen................ 99
7.3 Spezifische Feuchte im GME ....................... 100
8 Implementierung einer neuen Initialisierung 105
8.1 Verändertes Verfahren...........................106
8.2 Auswirkungen................................109
9 Neues Verfahren für die konvektive Entwicklungszeit 123
9.1 CAPE als Indikator für die Entwicklungsgeschwindigkeit........ 123
9.1.1 Labilitätsenergie und CAPE.................... 123
9.1.2 Neue CAPE-Berechnung im LM.................. 126
9.1.3 CAPE-abhängige Verzögerung................... 128
9.2 Alter der Bewölkung............................ 128
9.3 Wolkenwasser................................ 131
9.4 Zeitliche Entwicklung des konvektiven Niederschlags........... 136
9.5 Synthese der neuen Parametrisierungen.................. 140
10 Zusammenfassung und Ausblick 145
A Variablen und Abkürzungen 157
B Tiedtke-Schema 159
B.l Gleichungssystem.............................. 159
B.l.l Großräumige Bilanzgleichungen.................. 159
B.1.2 Wolkenmodell............................ 163
B.1.3 Schließungsannahmen........................ 164
B.2 Umsetzung des Tiedtke-Schemas im LM................. 168
|
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Titel: Strukturmerkmale und Modelldarstellung der Konvektion über Mittelgebirgen
Autor: Hasel, Markus
Jahr: 2006
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Zielsetzung 1
2 VERTIKATOR-Experiment 5
2.1 Experiment. 5
2.1.1 Messgebiet. 5
2.1.2 Bodengebundene Messungen. 6
2.1.3 Luftgestützte Messungen. 7
2.2 Wetterlagen. 10
3 Entwicklung der Grenzschicht 17
3.1 Aufbau der atmosphärischen Grenzschicht. 17
3.2 Bestimmung der Grenzschichthöhe . 18
3.3 Zeitliche und räumliche Entwicklung . 20
4 Turbulente Vertikaltransporte 35
4.1 Bestimmung von Wänneflüssen. 35
4.2 Fühlbare und latente Wärmeflüsse. 37
4.3 Spurenstofftransporte. 42
5 Spektrale Analyse 47
5.1 Methodik. 47
5.1.1 Energiespektren. 47
5.1.2 Kospektren. 49
5.1.3 Berechnung der Spektren. 50
5.2 Varianzspektren meteorologischer Größen. 51
5.3 Kospektren meteorologischer Größen. 56
6 Konvektive Strukturen 61
6.1 Bestimmung konvektiver Strukturen. 61
6.1.1 Indikatorgröße. 61
6.1.2 Detektion der Strukturen. 63
6.2 Mittlere Eigenschaften. 64
6.3 Einzelheiten konvektiver Strukturen. 68
6.3.1 Häufigkeitsverteilungen. 69
6.3.2 Spurenstoffe. 73
6.3.3 Größe konvektiver Elemente. 77
ii INHALTSVERZEICHNIS
6.3.4 Transporte in Abhängigkeit von der Vertikalgesehwindigkeit . . 79
7 Einfluss von Antriebsdaten auf die Modell-Konvektion 85
7.1 Modellbeschreibung. 86
7.1.1 Tiedtke-Schema. 88
7.2 Fallstudie zu Unterschieden zwischen Messung und GME. 89
7.2.1 Spezifische Feuchte. 90
7.2.2 Messung und Modellierung der Konvektion. 94
7.2.3 Überprüfung von Modellergebnissen. 99
7.3 Spezifische Feuchte im GME . 100
8 Implementierung einer neuen Initialisierung 105
8.1 Verändertes Verfahren.106
8.2 Auswirkungen.109
9 Neues Verfahren für die konvektive Entwicklungszeit 123
9.1 CAPE als Indikator für die Entwicklungsgeschwindigkeit. 123
9.1.1 Labilitätsenergie und CAPE. 123
9.1.2 Neue CAPE-Berechnung im LM. 126
9.1.3 CAPE-abhängige Verzögerung. 128
9.2 Alter der Bewölkung. 128
9.3 Wolkenwasser. 131
9.4 Zeitliche Entwicklung des konvektiven Niederschlags. 136
9.5 Synthese der neuen Parametrisierungen. 140
10 Zusammenfassung und Ausblick 145
A Variablen und Abkürzungen 157
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