Charakterisierung der arktischen bodennahen Turbulenz unter Verwendung verschiedener Methoden der Flussberechnung und daraus resultierende Möglichkeiten für die Berechnung der bodennahen turbulenten Flüsse im regionalen Klimamodell HIRHAM5:
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ABSTRACT
6
1. EINLEITUNG UND MOTIVATION 7
2. RELEVANTE GRUNDLAGEN ZUR ATMOSPHAERISCHEN GRENZSCHICHT, STANDORTE,
INSTRUMENTE UND METHODEN, AUSWAHL DER GEZEIGTEN PERIODEN UND DEREN
METEOROLOGISCHE VERHAELTNISSE
10
2.1 RELEVANTE GRUNDLAGEN ZUR ATMOSPHAERISCHEN GRENZSCHICHT 10
2.2 DER STANDORT NY-AELESUND UND SEIN KLIMATOLOGISCHER HINTERGRUND 15
2.3 DER STANDORT KONGSVEGEN GLETSCHER 16
2.4 INSTRUMENTE UND METHODEN 16
1. EDDY-KOVARIANZ-MESSKOMPLEX
+ PROFILMESSUNGEN 16
2. RADIOMETER 18
3. BALLONGETRAGENE SONDIERUNGEN 18
4. AUSWERTEMETHODEN
UND MODELLIERUNGSANSAETZE 20
A) STANDARDAUSWERTUNG TURBULENZ 20
B) FILTERUNG 21
C) KOHAERENTE
STRUKTUREN 22
D) CONDITIONAL SAMPLING 24
E) HYDRODYNAMISCHER MODELLANSATZ 24
F) HIRHAM5 26
2.5 AUSWAHL DER PRAESENTIERTEN PERIODEN 29
2.6 DIE METEOROLOGISCHEN VERHAELTNISSE DER
PRAESENTIERTEN PERIODEN 30
1. SOMMER (1.7.-31.8.) 30
2. HERBST
(1.9.-30.9.) 33
3. WINTER (1.10.-14.3.) 35
4. VORFRUEHLING (15.3.-15.4.) 39
5. FRUEHLING (16.4.-31.5.) 42
6. SCHNEESCHMELZE (1.6.-30.6.) 44
7.
VERGLEICHSSTUDIE WAEHREND PAMARCMIP 2011, METEOROLOGISCHE
VERHAELTNISSE 46
3. ERGEBNISSE UND DISKUSSION 49
3.1 TURBULENZ IM JAHRESGANG 49
1. SOMMER (1.7.-31.8.) 49
2. HERBST
(1.9.-30.9.) 51
3. WINTER (1.10.-14.3.) 52
4. VORFRUEHLING (15.3.-15.4.) 54
5. FRUEHLING (16.4.-31.5.) 56
6. SCHNEESCHMELZE (1.6.-30.6.) 57
3.2 VERGLEICHSSTUDIE: RAEUMLICHE VARIABILITAET DER BODENNAHEN TURBULENZ 59
3.3 KOPPLUNG BODENNAHE FLUESSE -
ATMOSPHAERISCHE GRENZSCHICHT:
ERKENNTNISSE FUER DEN STANDORT NY-ALESUND AUS FESSELBALLONSONDIERUNGEN 63
3.4 VERGLEICH UND EINSCHAETZUNG VERSCHIEDENER METHODEN DER
FLUSSBERECHNUNG UND
-MODELLIERUNG IM
JAHRESGANG FUER DEN STANDORT NY-ALESUND 68
3.4.1. VERGLEICH
UND EINSCHAETZUNG VERSCHIEDENER METHODEN
DER FLUSSBERECHNUNG
IM JAHRESGANG FUER DEN
STANDORT
NY-
AELESUND. 68
3
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1. SOMMER (1.7.-31.8.) 69
2. HERBST (1.9.-30.9.) 73
3. WINTER (1.10.-14.3.) 75
4. VORFRUEHLING (15.3.-15.4.) 79
5. FRUEHLING (16.4.-31.5.) 82
6. SCHNEESCHMELZE (1.6.-30.6.) 86
3.4.2. VERGLEICH
DER BODENNAHEN
FLUESSE,
ERRECHNET
MIT
EDDY-KOVARIANZ SOWIE
AUSGEGEBEN VOM
REGIONALEN
KLIMAMODELL HIRHAM5,
IM JAHRESGANG FIIR DEN
STANDORT
NY-AELESUND 89
1. SOMMER (1.7.-31.8.) 90
2. HERBST
(1.9.-30.9.)..., 94
3. WINTER (1.10.-14.3.) 95
4. VORFRUEHLING (15.3.-15.4.) 98
5. FRUEHLING (16.4.-31.5.) 101
6. SCHNEESCHMELZE (1.6.-30.6.) 103
3.5 BEWERTUNG DER HAUPTPROBLEME BEI
DER BERECHNUNG
DER TURBULENTEN BODENNAHEN FLUESSE MIT DEN
GEZEIGTEN METHODEN UND DURCH HIRHAM5 UND DARAUS RESULTIERENDE
MOEGLICHE
VERBESSERUNGSANSAETZE 114
1. KOVARIANZ
METHODEN
UND HYDRODYNAMISCHER MODELLANSATZ 114
A) SOMMER 114
B) WINTER 116
C) SCHNEESCHMELZE 117
2. HIRHAM5 120
4. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 129
LITERATURVERZEICHNIS 132
ANHANG A: BILDER NY-AELESUND 142
ANHANG B: RADIOSONDENPROFILE VON TEMPERATUR UND WINDRICHTUNG FUER DIE IN
KAPITEL 2
AUSGEWAEHLTEN TAGE DER INTENSIVBETRACHTUNG 148
ANHANG C: WAVELETANALYSE 150
ANHANG D: MONATSMITTELPROFILE TEMPERATUR UND FEUCHTE, HIRHAM5 VS.
RADIO-SONDEN 152
ANHANG E: ORTHOGONALE REGRESSION 164
ANHANG F: HORIZONTAL WINDVERTEILUNG IN 850 HPA FUER DIE IN 2.5 GEWAEHLTEN
ZEITRAEUME,
BERECHNET MIT HIRHAM5 165
ANHANG G: GLOSSAR 168
ABBILDUNGS VERZEICHNIS 169
TABELLEN VERZEICHNIS 176
ABKUERZUNGS- UND SYMBOL VERZEICHNIS 177
DANKSAGUNG 180
ERKLAERUNG 180
4
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