Das Projekt "4DWOLKEN - Inhomogene Bewoelkung: Ihr Einfluss auf die Austausch- und TransporTeilprojekt rozesse in der Atmosphaere inkl. Teilvorhaben - Teilvorhaben: Beobachtung/Modellierung im Mikrowellenbereich und Assimilation in Atmosphaerenmodelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Meteorologisches Institut durchgeführt. Das Verbundprojekt 4DWOLKEN zielt auf die realitaetsnahe Erfassung der Strahlungseinfluesse der inhomogenen Bewoelkung und auf die Umsetzung dieser Einfluesse in die Modellierung der Transport und Austauschprozesse in der Atmosphaere mit dynamischen Atmosphaerenmodellen ab. Zur adaequaten Behandlung dieses vielschichtigen, hochaktuellen Themas haben sich neun deutsche Arbeitsgruppen zusammengeschlossen. Beginnend mit der dynamischen Modellierung von Wolken umfasst das Konsortium Gruppen mit ausgewiesener Expertise bei der direkten Messung mikrophysikalischer Wolkenparameter vom Flugzeug oder vom Ballon, bei der zeitlich hochaufgeloesten bodengestuetzten Fernerkundung der Wolkenmikrophysik mit aktiven und passiven Verfahren, der bodengebundenen und flugzeuggetragenen Erfassung der Strahlungseffekte der inhomogenen Bewoelkung und schliesslich bei der Umsetzung der erwarteten Erkenntnisse in Simulationsmodellen fuer das gekoppelte System von Boden, Vegetation, Grenzschicht und freier Atmosphaere. Das Gesamtziel widmet sich daher einer zentralen Fragestellungen von AFO2000.
Das Projekt "Modellierung troposphaerischer Mehrphasenprozesse: Werkzeuge und chemische Mechanismen (Akronym: MODMEP)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V. durchgeführt. Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines Wolkenmoduls, das eine komplexe Mehrphasenchemie mit einer detaillierten Mikrophysik verbindet. Die Beschreibung beider Komponenten erfolgt fuer ein fein aufgeloestes Tropfenspektrum. Fuer eine effiziente numerische Loesung des sehr komplexen Gesamtmodells ist die Entwicklung neuer numerischer Verfahren notwendig. Der Einfluss von Vereinfachungen innerhalb der Einzelkomponenten und der Art ihrer Kopplung auf die Simulationsergebnisse wird fuer unterschiedliche troposphaerische Situationen untersucht. Es werden Techniken bereitgestellt und erprobt, mit denen die Beschreibung komplexer Mehrphasenchemie und detaillierter Mikrophysik in mehrdimensionalen Chemie-Transport-Modellen realisiert werden kann. Die geplanten Arbeiten lassen sich nur durch die enge Zusammenarbeit von Gruppen realisieren, die in unterschiedlichen Spezialgebieten (Mehrphasenchemie, Mikrophysik, Numerik) ihre Fachkompetenz nachgewiesen haben. Darueber hinaus erfolgt die Modell- und Mechanismusentwicklung in direkter Kooperation mit dem FEBUKO-Wolkenexperiment-Verbundprojekt.
Das Projekt "Auswirkungen der aktivierbaren Aerosolfraktion auf die Tropfengroessenverteilung und den Eisbildungsprozess durch Tropfengefrieren: Eine detaillierte numerische Untersuchung und Ableitung eines Parametrisierungsansatzes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. In einer ersten Projektphase wurden anhand eines Luftpaketmodells mit detaillierter Beschreibung der Wolkenmikrophysik der Einfluss der chemischen Komposition der Aerosole, als Funktion des Partikelradius, auf die Bildung und zeitliche Entwicklung von Tropfengroessenverteilungen untersucht. Typische Szenarien sowohl bezueglich der Aerosolanzahlen und -groessenverteilungen als auch der Temperatur- und Feuchteprofile aus Beobachtungsdaten (z.B. von den Feldexperimenten CLEOPATRA, FELDE, NORDEX und NOSE) wurden ausgewaehlt und Sensitivitaetsstudien ueber die Auswirkungen des mittleren wasserloeslichen Anteils des Aerosols auf die Tropfenbildung durchgefuehrt. Die Resultate lassen darauf schliessen, dass eine hoehere Sensitivitaet kontinentaler Wolken bezueglich der wasserloeslichen Anteile des Aerosols im Vergleich zu maritimen Wolken vorliegt. Des weiteren wurden die Auswirkungen einer partikelradienabhaengigen Verteilung des wasserloeslichen Anteils der Aerosole auf die Tropfenpopulation untersucht. Zudem wurden die Effekte der Koexistenz wasserloeslicher und wasserunloeslicher (z.B. Mineralstaubpartikel, biologische Partikel) auf die Tropfenbildung untersucht.
Das Projekt "Eine theoretische Untersuchung zur Entwicklung von Modellen, die die Nassdeposition von atmosphaerischen Schadstoffen durch konvektive Wolken beschreiben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Mittels eines von uns entwickelten Luftpaketmodelles mit Entrainment und detaillierter Mikrophysik sowie mittels des 2-D-Wolkenmodells von Clark et al erweitert durch detaillierte Mikrophysik und Scavenging wird die Aufnahmerate und Umwandlungsrate von atmosphaerischen Schadstoffgasen und Aerosolpartikeln in konvektiven Wolken sowie die Nassdeposition dieser Schadstoffe beschrieben.
Das Projekt "Bioaerosol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Physik durchgeführt. Mikrophysikalische und mikrochemische Charakterisierung von Bioaerosolen im Bezug zur lufthygienischen Beurteilung (Landesforschungs-Schwerpunktprogramm Baden-Wuerttemberg). In Kooperation mit den Instituten fuer Mikrobiologie, Biochemie, Umwelt- und Tierhygiene, Lebensmitteltechnologie der Universitaet Hohenheim.