Podcasts about windscherung

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Latest podcast episodes about windscherung

Wetterbox
Gibt es in der Schweiz Tornados?

Wetterbox

Play Episode Listen Later Jul 3, 2021 5:17


Ja, auch in der Schweiz können Tornados entstehen. Sie sind jedoch sehr selten.  Für starke Tornados braucht es die gleichen Zutaten wie für ein starkes Gewitter. Wichtig sind dabei vor allem feucht-warme Luft in den tiefen Luftschichten, kalte und trockene Luft in der Höhe sowie eine starke Windscherung. Sind diese Zutaten vorhanden, sind theoretisch überall auf der Welt Tornados möglich. Am meisten Tornados gibt es in den USA in den weiten Ebenen zwischen den Rocky Mountains und den Appalachen. 

Unternehmerwissen in 15 Minuten - Mit Rayk Hahne
530: In turbulenten Zeiten Entscheidungen treffen mit Philip Keil

Unternehmerwissen in 15 Minuten - Mit Rayk Hahne

Play Episode Listen Later May 26, 2021 15:16


Willkommen zu Unternehmerwissen in 15 Minuten.   Das ist Folge 530 mit dem Unternehmerin Philip Keil.  Mein Name ist Rayk Hahne, Profisportler und Unternehmensberater.  Jede Woche bekommst Du eine sofort anwendbare Trainingseinheit, damit Du als Unternehmer noch besser wirst.  Danke, dass Du Die Zeit mit mir verbringst. Lass uns mit dem Training beginnen.   Wenn Dir die Folge gefällt teile Sie mit Deinen Freunden unter dem Link raykhahne.de/530.  In der heutigen Folge geht es um, in turbulenten Zeiten Entscheidungen treffen.  Welche 3 wichtigen Punkte kannst Du Dir aus dem heutigen Training mitnehmen?  1. Wie Du bessere Entscheidungen triffst.  2. Was Du vor der Katastrophe machst.  3. Warum Dir Simulationen helfen.  Du kennst sicher jemanden für den diese Folge unglaublich wertvoll ist. Teile sie und hilf auch anderen Unternehmern ihre Herausforderungen zu überwinden. Der Link ist raykhahne.de/530.  Bevor wir gleich mit der Folge starten, habe ich noch eine Empfehlung für Dich.  Der Partner dieser Folge ist Ikea.  Hast Du Lust gemeinsam mit einem Interior Designer für Unternehmen? Deine Gewerbefläche in ein stylisches Office zu verwandeln?  Du bekommst einen Einrichtungsexperten der sich Zeit für Dich nimmt und speziell auf Deine Gegebenheiten und Anforderungen eingeht.  Ikea bietet genau so etwas für uns Unternehmer an. Du bekommst Produkte die speziell für die gewerbliche Nutzung geschaffen sind. Du hast einen persönlichen Ansprechpartner sowie Lieferung und Montageservice.  Deine Bestellung kannst Du ganz bequem per Email und Telefon machen. Übrigens mit dem Stichwort „Unternehmerwissen“ zahlst Du nur 3€ statt 5€ für die Planung pro Quadratmeter.   So verwandelst Du in kürzester Zeit Dein Arbeitsumfeld in eine Wohlfühloase. Du willst Dir mal ein paar Beispielplanungen von Ikea Interior Design Service für Unternehmen anschauen?  Dann gehe auf ikea.de/ids .    Rayk: Willkommen Philip Keil.  Bist Du ready für die heutige Trainingseinheit?  Philip: Ja, Rayk!  Rayk: Lass uns gleich starten!  Was sind die drei wichtigsten Dinge die unsere Zuhörer über Dich wissen sollten?  Philip:  1. Ich bin seit 2 Jahrzenten Pilot  2. Im Jahr 2009 hatte ich einen Flug der mein Leben verändert hat  3. Im August bekommen wir unser 3. Kind  Rayk:   Was ist Deine spezielle Expertise? Was gibst Du den Menschen weiter?  Philip:  Im Jahr 2009 hatte ich einen beinahe Absturz. Aufgrund veränderter Auftiebsbedingungen, auch genannt “Windscherung”, die sehr selten vorkommen, habe ich den gesamten Auftrieb für das Flugzeug verloren. Ich musste innerhalb von 2 Sekunden eine Entscheidung treffen wie ich aus dieser Windscherung herauskomme. Man übt das jahrelang im Simulator und die Situation im realen Leben ist dann allerdings nochmal etwas anderes. Ich habe es dann Gott sei Dank geschafft und so wurden mir und noch 200 anderen Menschen das Leben geschenkt. Da ist mir bewusst geworden wie wichtig es ist im Team gemeinsam Entscheidungen treffen und auch die klare Kommunikation.    Rayk:  Was ist besonders wichtig, wenn man in diesem Entscheidungsprozess ist?  Philip:  Du kannst dich nicht auf alles im Leben vorbereiten. Im Simulator geht es darum sich regelmäßig aus seiner Komfortzone heraus zutreten. Den wir als Piloten haben zu 99.9% immer die selben Abläufe und da ist der Simulator wichtig um die 0.1 % zu üben.  Rayk:  Was war dein wesentliches Werkzeug das wir kennen sollten und vielleicht noch nicht kennen?  Philip:  So ein Perspektivenwechsel kann sehr gut helfen. Es gibt einen Grund warum im Cockpit 2 Personen sitzen, die die gleichen Instrumente vor sich haben und den gleichen Blick. Meiner Erfahrung nach haben diese beiden aber ein unterschiedliches Bild von dem was sie sehen und wahrnehmen.   Das was daher das wichtigste ist auf das eigene Team zurückzugreifen und mir andere Perspektiven reinzuholen und nicht voraus zu preschen.    Rayk:  Grandios. Lass uns das Interview mit Deinem Spezial-Tipp für die Unternehmerwissen-Community beenden, dem besten Weg mit Dir in Kontakt zu treten und dann verabschieden wir uns.  Philip:  Ihr findet mich auf meiner Webseite philipkeil.com und auf verschiedenen Social Media Kanälen  Rayk:  Vielen Dank das Du Deine Erfahrungen und Dein Wissen mit uns geteilt hast.  Philip:  Dankeschön.  die Shownotes zu dieser Folge findest Du unter raykhahne.de/530  alle Links habe ich Dir dort aufbereitet und Du kannst die Inhalte der Folge noch einmal nachlesen  Wenn Du als Unternehmer endlich weniger Arbeiten möchtest, dann gehe auf unternehmerfreiheit.online , einen ausgewählten Kreis werde ich bald zeigen, wie es möglich ist, mit mehreren Unternehmen gleichzeitig weniger als 30 Stunden die Woche zu arbeiten. unternehmerfreiheit.online  3 Sachen zum Ende  1. Abonniere den Podcast unter raykhahne.de/podcast 2. Wenn Du noch mehr erfahren möchtest, besuche mich auf Facebook und Instagram 3. Bitte bewerte meinen Podcast bei iTunes  Danke, dass Du die Zeit mit mir verbracht hast.  Das Training ist vorbei, jetzt liegt es an Dir. Viel Spaß mit der Umsetzung.   

Modellansatz
Lokale Turbulenzen

Modellansatz

Play Episode Listen Later Sep 27, 2017 84:56


Nikki Vercauteren erforscht an der Freien Universität Berlin die mehrskalige Analyse von atmosphärischen Prozessen und traf sich mit Sebastian Ritterbusch in der Urania Berlin, um über ihre Forschung und ihre Experimente auf Gletschern zu sprechen. Zum Zeitpunkt der Aufnahme fand in der Urania das Banff Mountain Film Festival, des Banff Centre for Arts and Creativity aus Kanada, statt. Auf dem Campus des Banff Centre befindet sich auch die Banff International Research Station (BIRS), ein Forschungsinstitut und Tagungsort nach Vorbild des Mathematischen Forschungsinstituts Oberwolfach, das sich der mathematischen Forschung und internationalen Zusammenarbeit verschrieben hat, und welches Nikki Vercauteren Anfang des Jahres zu einem Workshop besuchen konnte. Das Forschungsgebiet der Meteorologie umfasst viele Phänomene, von denen einige durch Fluiddynamik beschrieben werden können. Dabei geht es um eine große Menge von Skalen, von der globalen Perspektive, über kontinentale Skalen zur Mesoskala im Wetterbericht und der Mikroskala zu lokalen Phänomenen. Die Skalen bilden sich auch in den Berechnungsmodellen für die Wettervorhersage wieder. Das Europäische Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW) betrachtet die globale Perspektive mit Hilfe von Ensemblevorhersagen. Von dort verfeinert das aus dem lokalen Modell des Deutschen Wetterdienstes (DWD) entstandene COSMO Modell die Vorhersage auf die europäische und schließlich nationale Ebenen. Hier geht es um die sehr lokale Analyse von Windgeschwindigkeiten, die bis zu 20mal pro Sekunde gemessen werden und damit die Analyse von lokalen Turbulenzen bis zum natürlichem Infraschall ermöglichen. Die Erfassung erfolgt mit Ultraschallanemometer bzw. ultrasonic anemometers, wo bei manchen Typen durch die Erfassung des Doppler-Effekts bewegter Staubteilchen die Bewegungsgeschwindigkeit der Luft durch mehrere Sensoren räumlich bestimmt wird. Teilweise werden auch Laser-Anemometer eingesetzt. Im Rahmen ihrer Promotion in Umweltwissenschaften an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) bekam Sie die Gelegenheit selbst vor Ort eine Messanlage auf einem Gletscher mit aufzubauen und in Stand zu halten. Der See- und Landwind sind typische Phänomene in der mikroskaligen Meteorologie, die Nikki Vercauteren zu ihrer Promotion am Genfersee zur Analyse von turbulenten Strömungen von Wasserdampf untersucht hat. Mit mehreren Laser-Doppler-Anemometern in einer Gitter-Aufstellung konnte sie so die Parametrisierung einer Large Eddy Simulation dadurch testen, in dem sie die im Modell angesetzte Energie in den kleinen Skalen mit den tatsächlichen Messungen vergleichen konnte. Kernpunkt der Betrachtung ist dabei das Problem des Turbulenzmodells: Als Verwirbelung in allen Skalen mit teilweise chaotischem Verhalten ist sie nicht vorhersagbar und kaum vollständig mathematisch beschreibbar. Sie spielt aber wegen der wichtigen Eigenschaften der Vermischung und Energietransfers eine elementare Rolle im Gesamtsystem. Glücklicherweise haben Turbulenzen beobachtete statistische und gemittelte Eigenschaften, die modelliert und damit im gewissen Rahmen und diesem Sinne mit Hilfe verschiedener Modelle durch identifizierte Parameter simuliert werden können. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Betrachtung der Grenzschicht über dem Erdboden, die zum einen durch die Sonneneinstrahlung besonders durch die Aufwärmung und Abkühlung der Erdoberfläche beinflusst wird und gleichzeitig den Bereich beschreibt, wo das bewegte Fluid Luft auf die stehenden Erde reagiert. Eine meteorologische Eigenschaft der unteren Grenzschicht ist das theoretische logarithmische Windprofil, das aber bei Sonneneinstrahlung oder Nachts durch Verformung der Turbulenzen Korrekturterme erforderlich macht. In einer Temperaturinversion wird die Grenzschicht stabiler und es bildet sich weniger Turbulenz aus, wodurch sich Schadstoffe auch weniger verteilen können. In diesen Wetterlagen kann sich durch den fehlenden Luftaustausch im Stadtgebiet leichter Smog bilden. Entgegen der Theorie kann es interessanterweise trotz stabiler Schichtung zu Turbulenzen kommen: Ein Grund dafür sind Erhebungen und Senken des Bodens, die Luftpakete beeinflussen und damit lokale Turbulenzen erzeugen können. Eine besondere Fragestellung ist hier die Frage nach der Intermittenz, wann ein stabiles dynamisches System chaotisch werden kann und umgekehrt. Ein anschauliches Beispiel von Intermittenz ist das Doppelpendel, das von einem sehr stabilen Verhalten plötzlich in chaotisches Verhalten umschwenken kann und umgekehrt: Trajektorie eines DoppelpendelsCC-BY-SA 100 Miezekatzen Leider ist bisher die Intermittenz in der Wettervorhersage nicht alleine aus der Theorie zu berechnen, jedoch kann man die Richardson-Zahl bestimmen, die den Temperaturgradienten in Verhältnis zur Windscherung stellt. Dieses Verhältnis kann man auch als Verhältnis der Energieverteilung zwischen kinetischer Bewegungsenergie und potentieller Wärmeenergie sehen und daraus Schlüsse auf die zu erwartende Turbulenz ziehen. Als ein dynamisches System sollten wir ähnlich wie beim Räuber-Beute Modell eine gegenseitige Beeinflussung der Parameter erkennen. Es sollte hier aus der Theorie auch eine kritische Zahl geben, ab der Intermittenz zu erwarten ist, doch die Messungen zeigen ein anderes Ergebnis: Gerade nachts bei wenig Turbulenz entstehen Zustände, die bisher nicht aus der Theorie zu erwarten sind. Das ist ein Problem für die nächtliche Wettervorhersage. In allgemeinen Strömungssimulationen sind es oft gerade die laminaren Strömungen, die besonders gut simulierbar und vorhersagbar sind. In der Wettervorhersage sind jedoch genau diese Strömungen ein Problem, da die Annahmen von Turbulenzmodellen nicht mehr stimmen, und beispielsweise die Theorie für das logarithmische Windprofil nicht mehr erfüllt ist. Diese Erkenntnisse führen auf einen neuen Ansatz, wie kleinskalige Phänomene in der Wettervorhersage berücksichtigt werden können: Die zentrale Frage, wie die in früheren Modellen fehlende Dissipation hinzugefügt werden kann, wird abhängig von der beobachteten Intermittenz mit einem statistischen Modell als stochastischen Prozess beantwortet. Dieser Ansatz erscheint besonders erfolgsversprechend, wenn man einen (nur) statistischen Zusammenhang zwischen der Intermittenz und der erforderlichen Dissipation aus den Beobachtungen nachweisen kann. Tatsächlich konnte durch statistisches Clustering und Wavelet-Analyse erstmalig nachgewiesen werden, dass im bisher gut verstanden geglaubten so genannten stark stabilen Regime es mehrere Zustände geben kann, die sich unterschiedlich verhalten. Für die Entwicklung der Wavelet-Transformation erhielt Yves Meyer den 2017 den Abelpreis. Im Gegensatz zur Fourier-Transformation berücksichtig die Wavelet-Transformation z.B. mit dem Haar-Wavelet die von der Frequenz abhängige zeitliche Auflösung von Ereignissen. So können Ereignisse mit hohen Frequenzen zeitlich viel genauer aufgelöst werden als Ereignisse mit tiefen Frequenzen. Das von Illia Horenko vorgeschlagene FEM-BV-VARX Verfahren kann nun mit den Erkenntnissen angewendet werden, in dem die verschiedenen Regimes als stochastische Modelle berücksichtigt und durch beobachtete bzw. simulierte externe Einflüsse gesteuert werden können. Darüber hinaus konnten weitere interessante Zusammenhänge durch die Analyse festgestellt werden: So scheinen im stabilen Regime langsame Wellenphänomene über mehrere Skalen hinweg getrennt zeitliche schnelle und lokale Turbulenzen auszulösen. Andere Phänomene verlaufen mit stärkeren Übergängen zwischen den Skalen. Aus der Mathematik ist Nikki Vercauteren über die Anwendungen in der Physik, Meteorologie und Geographie nun wieder zurück in ein mathematisches Institut zurückgekehrt, um die mathematischen Verfahren weiter zu entwickeln. Literatur und weiterführende Informationen N. Vercauteren, L. Mahrt, R. Klein: Investigation of interactions between scales of motion in the stable boundary layer, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 142.699: 2424-2433, 2016. I. Horenko: On the identification of nonstationary factor models and their application to atmospheric data analysis, Journal of the Atmospheric Sciences 67.5: 1559-1574, 2010. L. Mahrt: Turbulence and Local Circulations Cesar Observatory, Cabauw site for meteorological research. Podcasts S. Hemri: Ensemblevorhersagen, Gespräch mit G. Thäter im Modellansatz Podcast, Folge 96, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2016. I. Waltschläger: Windsimulationen im Stadtgebiet, Gespräch mit S. Ritterbusch im Modellansatz Podcast, Folge 14, Fakultät für Mathematik, Karlsruhe Institut für Technologie (KIT), 2014. L. Wege: Schwebestaub und Wassertröpfchen. Wie Wolken Wetter machen. Folge 5 im KIT.audio Forschungspodcast des Karlsruher Instituts für Technologie, 2017. M. Wendisch: Meteorologie, omegatau Podcast von Markus Voelter, Nora Ludewig, Episode 037, 2010. R. Heise, K. Ohlmann, J. Hacker: Das Mountain Wave Project, omegatau Podcast von Markus Voelter, Nora Ludewig, Episode 042, 2010. B. Marzeion: Gletscher, Podcast Zeit für Wissenschaft von Melanie Bartos, Universität Innsbruck, 2015. B. Weinzierl: Die Atmosphäre, Raumzeit Podcast von Tim Pritlove, Metaebene Personal Media, 2011.

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Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/05
Numerische Simulationen von Kondensstreifen und deren Übergang in Zirren

Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 03/05

Play Episode Listen Later Dec 3, 2008


Der in den letzten Jahrzehnten zu beobachtende globale Temperaturanstieg wurde teilweise durch anthropogene Emissionen verursacht. Der Flugverkehr trägt durch den Eintrag von direkt oder indirekt strahlungswirksamen Gasen und der Änderung der hohen Bewölkung ebenfalls zum Klimawandel bei. Die größte Unsicherheit besteht momentan bei der Bewertung des Strahlungsantriebs durch gealterte Kondensstreifen, die auch als flugzeuginduzierte Zirren klassifiziert werden. In der vorliegenden Arbeit wurde der Übergang von Kondensstreifen in Zirren mittels numerischer Methoden untersucht und die Entwicklung der geometrischen, mikrophysikalischen und optischen Eigenschaften beleuchtet. Dazu wurde die Entwicklung der Kondensstreifen während der Wirbelphase und der Dispersionsphase separat betrachtet. Unter Verwendung eines vorhandenen LES-Modells mit Eismikrophysik wurde ein 2D-Modell zur Kondensstreifenmodellierung entworfen, das aufgrund seiner Konzipierung eine Vielzahl von Simulationen zuläßt. Somit kann der Einfluß von vielen Parametern wie z.B. der relativen Feuchte, Temperatur, Windscherung oder des Strahlungsszenarios systematisch untersucht werden. Insbesondere wurde ein Modul entwickelt, das im 2D-Modell einen realistischen Wirbelzerfall während der Wirbelphase sicherstellt. Während des Wirbelabsinkens tritt im primären Nachlauf Eiskristallverlust auf und abhängig von der Feuchte (Eisübersättigung) und Temperatur der Umgebungsluft verdampft ein Großteil der Eiskristalle. Bei bestimmten Feuchte- und Temperaturkombinationen hängt die Anzahl überlebender Eiskristalle sensitiv von der Schichtung der Atmosphäre und der Hintergrundturbulenz ab, da diese Größen den Wirbelzerfall beeinflußen. Im Maximalfall überleben 70% der Eiskristalle die Wirbelphase. Bei geringen Übersättigungen und hohen Temperaturen verdampfen alle Eiskristalle im primären Nachlauf und der Kondensstreifen besteht dann nur aus dem sekundärem Nachlauf. Während der Dispersionsphase verbreitern sich Kondensstreifen durch Scherung und in geringerem Maße durch turbulente Diffusion und es findet der Übergang in flugzeuginduzierte Zirren statt. Eine substanzielle Verbreiterung der Kondensstreifen ist nur bei Umgebungsfeuchten größer 120% sichtbar. Die Klimawirksamkeit der Kondensstreifen hängt hauptsächlich von der relativen Feuchte und in kleinerem Maße von der Temperatur und der Scherung ab. In den Standarduntersuchungen sind im Modell die Hintergrundbedingungen statisch angenommen und es tritt kein großräumiges Aufgleiten oder Absinken der Luftmassen auf. In diesem Fall ist die Lebenszeit der Kondensstreifen aufgrund der Sedimentation begrenzt und beträgt zwischen 4-6 Stunden. Der Strahlungseinfluß führt bei geeigneten Umgebungsbedingungen zu einem Aufgleiten der Kondensstreifen, wodurch deren Auflösung aufgrund des zusätzlichen Wasserdampfangebotes verlangsamt wird. Sofern die Kondensstreifen nicht durch synoptischskaliges Aufgleiten der gesamten Luftschicht gestärkt werden, nimmt die optische Dicke der Kondensstreifen mit der Zeit ab, weil die Eiskristallkonzentrationen sowie Eiswassergehalte verdünnt werden und das Höhenwachstum des Kondensstreifens gering ist.

Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 02/05
Numerical Simulations of low-level convergence Lines over north-eastern Australia

Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 02/05

Play Episode Listen Later Jul 28, 2006


Im Gebiet des Carpentaria Golfes im Norden Australiens entstehen regelmäßig mesoskalige Konvergenzlinien in der unteren Troposphäre. Diese produzieren gegen Ende der Trockenzeit oft spektakulären Wolkenlinien, die auf Satellitenbildern zu sehen sind und je nach ihren Eigenschaften ''Morning Glory'' oder ''North Australian Cloud Line'' (NACL) genannt werden. Morning Glories sind glatte Wellenwolken während NACLs konvektive Wolkenlinien sind. Sie stehen unter dem Verdacht, später im Jahr, während der Australische Sommermonsun ruht, eine Reihe von Unwettern auszulösen, die ein bedeutendes Vorhersageproblem für diese Region darstellen. Des Weiteren stellt die einhergehende bodennahe Windscherung eine große Gefahr für tieffliegende Flugzeuge dar. Um die Entstehung dieser Konvergenzlinien mit bis dahin einmaliger Genauigkeit zu dokumentieren, wurde im Herbst 2002 die internationale Meßkampagne GLEX (Gulf Lines Experiment) durchgeführt. Das mesoskalige Modell der Pennsylvania State University und des National Center for Atmospheric Research, MM5, wird in dieser Arbeit für eine Untersuchung dieser Linien benutzt. Da die Linien intrinsisch nicht hydrostatisch sind, sollte das MM5 bei der geforderten hohen horizontalen Auflösung als nichthydrostisches Modell in Vorhersage und Modellierung den für frühere Studien verwendeten hydrostatisch balancierten Modellen überlegen sein. Den zunächst vorgestellten Fallstudien gingen Sensitivitätsstudien bezüglich der Grenzschichtparameterisierung und der Bodenfeuchte voraus, die aber aus Gründen der Lesbarkeit erst später beschrieben werden. Im Rahmen der Fallstudien werden Modellergebnisse mit Ergebnissen aus der Meßkampagne und verfügbaren Satellitenbildern verglichen, sowie weitere Charakteristika der sich bildenden Linien untersucht. Das Modell kann in der gewählten Konfiguration die Konvergenzlinien in noch nie da gewesener Detailliertheit reproduzieren und die Ergebnisse stimmen gut mit den Beobachtungen überein. Weitere Ergebnisse dieser Studie bestätigen früher aufgestellte Theorien, nach denen das nordöstliche Morning Glory und die NACL in Folge eines Zusammenstoßes zweier Seebriesen über der Kap York Halbinsel entstehen. Zum ersten Mal hat ein Modell zwei getrennte Konvergenzlinien produziert, die dem nordöstlichen Morning Glory und der NACL entsprechen. Als Trennungsmechanismus beider sich aus der Ostküstenseebriese entwickelnden Konvergenzlinien wird hier zunächst die Geometrie der Ostküste vorgeschlagen, die auf dem Breitengrad, auf dem die Trennung im allgemeinen erfolgt, einen ausgeprägten Knick aufweist. Für die Entstehung des südlichen Morning Glorys wird eine erst kürzlich aufgestellte Theorie bestätigt, in der die Kollision der südlichen Seebriese mit einer sich von Süden her nähernden Front als Mechanismus angenommen wird. Diese Front formiert sich am Abend entlang einer Troglinie, die ein klimatisches Merkmal Queenslands ist. In einigen der Fälle wurden Trockenlinien beobachtet, die auf das südliche Morning Glory folgten. Auch diese stimmen im Modell gut mit den Beobachtungen überein. Eines der seltener beobachteten südöstlichen Morning Glories kann leider nicht vom Modell reproduziert werden. Als Ursache wird vermutet, daß eine Troglinie im datenarmen Gebiet südlich des Golfs von Carpentaria nicht korrekt in den Anfangsbedingungen positioniert ist. Eine Untersuchung der Strömung hinter den Konvergenzlinien zeigt, daß Morning Glories Wellenphänomene sind. NACLs hingegen behalten den Dichteströmungscharakter der Seebriese bei. Eine Sensitivitätstudie bezüglich der Grenzschichtparameterisierung wird durchgeführt, weil sich die hier untersuchten Phänomene in der planetaren Grenzschicht abspielen. Eine Gruppe von Parametrisierungen stellt sich anderen als überlegen heraus und als Grund für diese guten Ergebnisse wird die Berücksichtigung der großräumigen Gradienten identifiziert, die in den schlechter abschneidenden Parametrisierungen fehlt. Als beste Parametrisierung wird das MRF Schema für alle weiteren Simulationen ausgewählt. Eine Untersuchung der Sensitivität der Ergebnisse bezüglich der Bodenfeuchte zeigt, daß die Seebriesen um so schneller landeinwärts strömen, je trockener die Bodenverhältnisse sind. Die Erklärung hierfür ist, daß ein größerer Teil der eingehenden solaren Strahlung als fühlbare Wärme an die Atmosphäre abgegeben wird und so die Seebriesenzirkulation antreibt. Daraus resultiert, daß Morning-Glory Konvergenzlinien sowohl intensiver sind, als auch die Fortpflanzungsgeschwindigkeit größer ist wenn die Bodenfeuchte abnimmt. Ein solcher Zusammenhang konnte für die NACLs nicht bestimmt werden. Eine optimale Bodenfeuchte, mit der die Modellergebnisse am besten mit den Beobachtungen übereinstimmen, kann leider nicht ermittelt werden, da geeignete Methoden hierfür nicht zur Verfügung stehen. Die Güte der Ergebnisse bezogen auf die Bodendruck an den einzelnen Stationen des Experiments nimmt jedoch mit abnehmender Bodenfeuchte zu. Da aber die geringst möglichen Werte unrealistisch sind beziehungsweise keinen physikalischen Sinn haben und keine Meßdaten vorhanden sind, wird für alle weiteren Simulationen ein Wert für die Bodenfeuchte gewählt, wie er vom Australischen Wetterdienst benutzt wird. Um einige der aufgezeigten Zusammenhänge noch gründlicher zu untersuchen, wurden noch einige Modellexperimente mit modifizierter Orographie durchgeführt. Diese zeigen, daß weder Morning Glories noch NACLs entstehen, wenn keine Seebriese vom Golf von Carpentaria landeinwärts strömt und mit der Ostküstenseebriese beziehungsweise der sich von Süden her nähernden Kaltfront kollidiert. Ein systematischer Zusammenhang zwischen Höhe der Orographie und der Intensität oder der Geschwindigkeit der sich bildenden Konvergenzlinien kann nicht festgestellt werden. Die im Rahmen der Fallstudie aufgestellte Hypothese für die Trennungsursache von NACL und nordöstlichem Morning Glory kann nicht bestätigt werden und die horizontale Windscherung über der Kap York Halbinsel wird stattdessen als Ursache vorgeschlagen. Diese Hypothese wird durch die Ergebnisse eines Experiments mit uniformer Strömung in westlicher Richtung bestätigt. In diesem Experiment bildet sich nur eine Konvergenzlinie, die dem nordöstlichen Morning Glory entspricht und weit in das Gebiet hineinragt, in dem sich die NACL normalerweise befindet. Am zweiten Tag dieser Simulation entwickelt sich eine horizontale Windscherung, in der sich zwei unabhängige Konvergenzlinien bilden, die dem nordöstlichen Morning Glory und der NACL entsprechen.

Fakultät für Physik - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/05

Seit über zehn Jahre werden im Alpenvorland sowohl in Deutschland als auch in der Schweiz Experimente durchgeführt, um die Entstehung von Gewittern und Squall-lines zu untersuchen und zu verstehen. Die aus den Experimenten erfaßten Daten wurden dazu verwendet, konvektive Systeme anhand von synoptischen Bodenanalysen zu erfassen. In der vorliegenden Arbeit sind die während des SETEX-94 Experimentes gemessenen Daten nach ihrer ausführlichen synoptischen Analyse bei numerischen Berechnungen eingesetzt worden. Das Ziel war, die Entstehung und Entwicklung der beobachteten Squallline schrittweise nachzuvollziehen und zu erklären. Unter Verwendung der synoptischen Analyse konnten sowohl die Anfangsbedingungen als auch die Anfangsstörung für die numerischen Rechnungen bestimmt werden. Die darauffolgenden numerischen Rechnungen haben gezeigt, daß eine Anwendung von realen Daten zu einer guten Übereinstimmung mit der beobachteten Fallstudie führten. Diese Erkenntnisse gaben den Anlaß, Sensitivitätstests durchzuführen, um den Einfluß sowohl der am Anfang gewählten Struktur der Störung als auch der vorherrschenden physikalischen Bedingungen zu untersuchen. Die Änderungen der physikalischen Parameter basierte auf Daten, welche im Alpenvorland bei Gewittertagen beobachtet worden sind. Numerische Rechnungen bezüglich der Anfangsstruktur zeigten, wie wichtig die Struktur der Anfangsstörung bei der Entwicklung von entsprechend einzelnen Gewittern oder mesoskaligen konvektiven Systemen ist. Es wurde auch deutlich gemacht, welche Rolle Wechselwirkungen zwischen den Anfangsstörungen bei der Entstehung und Entwicklung von Squall-lines haben. Numerische Rechnungen hinsichtlich der physikalischen Parameter zeigten die entscheidende Rolle von herrschenden Druckgradientkräfte, welche hauptsächlich für das Aufrechterhalten von Konvektion verantwortlich sind. Es wurden Änderungen bei der Stärke der Windscherung und der Höhe, innerhalb welche die Windscherung wirkt, durchgeführt. Dadurch wurde ihre Rolle bei der Verstärkung oder Abschwächung von Aufwinden und dadurch des Systems erforscht. Weiterhin wurde der Einfluß der Feuchte und der Temperatur hinsichtlich der Menge der vorhandenen Energie innerhalb der Schichten der Troposphäre untersucht. Anschließend wurde die Bedeutung der vorhandenen Energie auf die Entstehung und Entwicklung von Squall-lines festgestellt. Die aus der vorliegenden Arbeit gewonnenen Erkenntnisse zeigen deutlich, wie wichtig die Verknüpfung von realen gemessenen Daten mit numerischen Rechnungen für das Entschlüsseln von natürlichen Erscheinungen ist. Es hat sich weiterhin die Notwendigkeit herauskristallisiert, weitere Experimente durchzuführen, und die daraus gewonnenen Datensätze zu sammeln und zu bearbeiten. Mit Hilfe von solchen Datensätzen können mögliche Abweichungen der Entstehung und Entwicklung von Squall-lines erfaßt werden. Darüberhinaus können damit die vorhandenen Sensitivitätstests überprüft, bestätigt und erweitert werden.