Untersuchung physikalischer Mechanismen zur Zellenverbreiterung und Organisation von Konvektion bei Kaltluftausbrüchen mittels hochauflösender Grobstruktursimulationen
Final Report Abstract
Im Rahmen des vorliegenden Projektes ist zunächst die Numerik des verwendeten Computermodells stark verbessert worden. Dadurch wurden über das vorliegende Projekt hinaus für eine große Nutzergruppe Fortschritte hinsichtlich der Effizienz und Nutzbarkeit des Modells erzielt. So wurden hochaufgelöste Modellrechnungen auf grossen Gebieten, wie sie innerhalb des Projektes durchgeführt wurden, erst durch die verbesserte Numerik möglich. Zur Frage des Anwachsens von mesoskaligen Wolkenzellen konnten mit hochaufgelösten Simulationen frühere Ergebnisse bezüglich der Rolle der Wolkenphysik bestätigt und so auf ein stabiles numerisch-empirisches Fundament gestellt werden. Diese Ergebnisse flossen in eine Veröffentlichung ein. Weitergehende Modellsimulationen mit unterschiedlich starkem Hintergrundwind zeigten, daß die Aspektverhältnisse der untersuchten Zellenregime positiv mit der Stärke des Hintergrundwindes korrelieren. Zu dieser Beobachtung wurde eine physikalische Wirkungskette erstellt, die das Anwachsen der Wolkenzellen in einem Zusammenhang mit der vertikalen Windscherung sieht. Diese Ergebnisse sind auf einer internationalen Konferenz vorgestellt und zur Veröffentlichung eingereicht worden. Detaillierte Ausführungen hinsichtlich der physikalischen Mechanismen sind im beiliegenden Manuskript dargelegt. Hinsichtlich der Entstehung von offenen oder geschlossenen Zellen konnte eine Hypothese (der Einfluß von großräumigen Absinkbewegungen) verworfen werden. Bezüglich dieser Fragestellung ergibt sich für die Zukunft noch weitergehender Forschungsbedarf.
Publications
- M. Schröter, S. Raasch und H. Jansen, New results on the cell broadening problem during cold air outbreaks from high resolution large-eddy simulations. J. Atmos. Sei. 62(6): 2023-2032, 2005.
