Modellierte Vorhersage der Wasserstandsauslenkung des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung ca. 900 m). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, dieser Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, separater Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.
Bisherige Ansätze zu Modellierung von Lachgasemissionen haben noch zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen geführt bzw. die Validierung von Modellen steht noch aus, da u.a. die Bestimmung der Gasdiffusion im Oberboden sowie der Gasübergang in Atmosphäre schwierig bestimmbar ist. Wir stellen für diesen Schritt einen empirischen Modellansatz zur Vorhersage von Lachgasemissionen aus oberflächennahen N2O-Gehalten des Bodens vor, der im Rahmen des Projektes zu einer allgemeinen Anwendbarkeit weiterentwickelt werden soll. Hierbei werden über empirische Transferfaktoren, die in Abhängigkeit von Bodenart, Wassergehalt und Temperatur ermittelt werden, die Emissionen aus Gasgehalten im Boden berechnet. Zur einfachen Bestimmung des N2O-Gehaltes im Oberboden steht ein in unserem Hause entwickeltes neuartiges Bodenprobenahmegerät zur Verfügung. Die Einfachheit der Probenahme und gleichzeitige Erfassung von Gas im Boden sowie den steuernden Größen Nmin und DOC, erlaubt zudem ein Monitoring der Spurengasemissionen auf regionaler Ebene sowie die Validierung bestehender Modelle.
Das Thermosphären/Ionosphären (T/I) System wird sowohl von oben (solar, geomagnetisch), als auch von unten stark beeinflusst. Einer der wichtigsten Einflüsse von unten sind Wellen (z.B. planetare Wellen, Gezeiten, oder Schwerewellen), die größtenteils in der Troposphäre bzw. an der Tropopause angeregt werden. Die vertikale Ausbreitung der Wellen bewirkt hierbei eine vertikale Kopplung der T/I mit der unteren und mittleren Atmosphäre. Vor allem der Einfluss von Schwerewellen (GW) ist hierbei weitestgehend unverstanden. Einer der Gründe hierfür ist, dass GW sehr kleinskalig sind (einige zehn bis zu wenigen tausend km) - eine Herausforderung, sowohl für Beobachtungen, als auch für Modelle. Wir werden GW Verteilungen in der T/I aus verschiedenen in situ Satelliten-Datensätzen ableiten (z.B., sowohl in Neutral-, als auch in Elektronendichten). Hierfür werden Datensätze der Satelliten(-konstellationen) SWARM, CHAMP, GOCE und GRACE verwendet werden. Es sollen charakteristische globale Verteilungen bestimmt, und die wichtigsten zeitlichen Variationen (z.B. Jahresgang, Halbjahresgang und solarer Zyklus) untersucht werden. Diese GW Verteilungen werden dann mit von den Satelliteninstrumenten HIRDLS und SABER gemessenen Datensätzen (GW Varianzen, GW Impulsflüssen und Windbeschleunigungen durch GW) in der Stratosphäre und Mesosphäre verglichen. Einige Datensätze (CHAMP, GRACE, SABER) sind mehr als 10 Jahre lang. Räumliche und zeitliche Korrelationen zwischen den GW Verteilungen in der T/I (250-500km Höhe) und den GW Verteilungen in der mittleren Atmosphäre (Stratosphäre und Mesosphäre) für den gesamten Höhenbereich 20-100km werden untersucht werden. Diese Korrelationen sollen Aufschluss darüber geben, welche Höhenbereiche und Regionen in der mittleren Atmosphäre den stärksten Einfluss auf die GW Verteilung in der T/I haben. Insbesondere Windbeschleunigungen durch GW, beobachtet von HIRDLS und SABER, können zusätzliche Hinweise darauf geben, ob Sekundär-GW, die mutmaßlich in Gebieten starker GW Dissipation angeregt werden, in entscheidendem Maße zur globalen GW Verteilung in der T/I beitragen. Zusätzlich wird der Versuch unternommen, sowohl GW Impulsfluss, als auch Windbeschleunigungen durch GW aus den Messungen in der T/I abzuleiten. Solche Datensätze sind von besonderem Interesse für einen direkten Vergleich mit von globalen Zirkulationsmodellen simulierten GW Verteilungen in der T/I. Diese werden für eine konsistente Simulation der T/I in Zirkulationsmodellen (GCM) benötigt, stellen dort aber auch eine Hauptunsicherheit dar, da eine Validierung der modellierten GW durch Messungen fehlt.
Das Projekt beinhaltet eine Studie der Auswirkungen einer begrenzten Region erhöhter atmosphärischer interner Schwerewellenaktivität und Schwerewellenrechens auf die mittlere Atmosphäre. Die Charakteristik solch einer Region, ihre räumlich und zeitliche Variabilität und Verbindung zu anderen Klimaparametern wird anhand von GPS Radiookkultationsanalysen untersucht. Es werden Algorithmen zur dreidimensionalen Analyse der Wellenreibung und der Brewer-Dobson-Zirkulation (BDC) verwendet; als Datengrundlage dienen Simulationen mit einem mechanistischen Zirkulationsmodell der mittleren Atmosphäre und Reanalysedaten. Die dreidimensionaler Variabilität der BDC und die Rolle lokalisierter erhöhte Schwerewellenaktivität wird so untersucht. Weiterhin wird die Anregung und folgende Ausbreitung planetarer Wellen durch eine Region erhöhter Schwerewellenaktivität untersucht. Die Auswirkungen auf die Polarregionen (mittlere Zirkulation, Präkonditionierung, winterliche Stratosphärenerwärmungen) und auf die äquatoriale Stratosphäre (Einfluss auf Tropopausen Brüche und Stratosphäre-Troposphäre-Austausch) werden untersucht. Weiterhin wird der Einfluss lokalisierten Schwerewellenbrechens auf die mittlere Zirkulation der Mesosphäre analysiert, insbesondere im Hinblick auf stationäre Wellen, und ihre Variabilität.
Gletscher haben im 20. Jh. weltweit starke Rückgänge erfahren, was auch für Gletscher in den Tropen gilt. Obwohl die Gletscher am Kilimanjaro (Tansania) ähnliche Charakteristika wie andere tropische Gletscher aufweisen (starke Empfindlichkeit auf Klimaelemente, die von der Luftfeuchtigkeit gesteuert werden), verlangt die Untersuchung ihres Verhaltens eine spezielle Sichtweise. Diese ist notwendig, da am Kilimanjaro zwei verschiedene Gletschersysteme existieren: die tafelförmigen Gletscher auf dem Gipfelplateau und die Hanggletscher unterhalb des Gipfelplateaus auf den steilen Flanken des Berges. Plateaugletscher sind von seitlich zurückweichenden, vertikalen Eiskliffs umrandet, die zu einer stetigen Abnahme der Ausdehnung von Plateaugletschern führen - selbst wenn sich auf deren horizontalen Oberflächen Schnee und folglich Gletschermasse ansammelt. Ein Vorprojekt konnte belegen, dass die klimatische Hauptursache für den seit 1880 andauernden Rückgang der Gletscher am Kilimanjaro ein regional trockeneres Klima seit dem späten 19. Jh. ist. Ebenso wurde klar, dass das gegenwärtige Klima die Gletscher nahe an das vollständige Verschwinden drängt. Dies wirft wiederum die Frage auf, unter welchen Klimabedingungen sie überhaupt existieren und sich bilden konnten. Das beantragte Projekt setzt sich daher das Ziel, eine mindestens 500 Jahre umfassende Zeitreihe des Gletscherverhaltens am Kilimanjaro zu rekonstruieren. Da andere Rekonstruktionen (v.a. Seespiegelstände) andeuten, dass die regionalen Klimaschwankungen vor 1880 größer als nachher waren, scheint es möglich, dass die Gletscher am Kilimanjaro eine relativ kurze Lebenszeit und daher ein zyklisches Verhalten aufweisen. Im vorgeschlagenen Projekt werden meteorologische Messungen im Gipfelbereich des Kilimanjaro dazu dienen, ein Massenbilanzmodell anzutreiben, zu kalibrieren und zu validieren. Dieses an der Physik der Gletscher orientierte Modell quantifiziert den Massenaustausch zwischen Gletscher und Atmosphäre. Input-Daten, die mehrere Jahrhunderte umfassen, sollen schließlich aus Simulationen des Paläoklimas mit gekoppelten Zirkulationsmodellen (globale Klimamodelle) kommen. Um den Klimamodell-Output auf die lokalen Verhältnisse am Kilimanjaro zu transferieren, ist eine Regionalisierungstechnik (statistisches Downscaling) notwendig. Durch die Anwendung des regionalisierten Datensatzes auf das Massenbilanzmodell entsteht im letzten Schritt eine mindestens 500-jährige Reihe des Gletscherverhaltens (und potenzieller Zyklizität) am Kilimanjaro, die mit (a) anderen Rekonstruktionen von klimaempfindlichen Umweltsystemen (Seestände, Eisbohrkerne) und (b) der großräumigen Klimadynamik im Zirkulationsmodell verglichen werden kann. Der experimentelle Teil des Projekts betrifft die Modellierung der vertikalen Eiskliffs sowie die Erzeugung zeitlich hochaufgelöster lokaler Daten aus dem globalen Klimamodell. usw.
Schichtdicken des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung ca. 900 m). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, dieser Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, separater Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.
Schichtdicken des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung ca. 900 m). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, dieser Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, separater Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.
Modellierte Vorhersage von Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung ca. 900 m). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, dieser Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, separater Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.
Modellierte Vorhersage von Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung ca. 900 m). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, dieser Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, separater Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.
Modellierte Vorhersage von Temperatur und Salzgehalt des operationellen Zirkulationsmodells des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in der deutschen Bucht und der westlichen Ostsee (horizontale Auflösung ca. 900 m). Das Modell (HBM, HIROMB-BOOS-Modell) läuft viermal am Tag in einer Konfiguration mit einem feineren Gitter in der Deutschen Bucht und westlichen Ostsee (900 m Auflösung, dieser Datensatz) und einem gröberen Gitter, das die gesamte Nord- und Ostsee abdeckt (5 km Auflösung, separater Datensatz). Das Modell wird von aktuellen Wettervorhersagen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) angetrieben. Genauere Informationen über die Modellkonfiguration sind in Brüning et al. (2021); https://doi.org/10.23784/HN118-01; zu finden.
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| Daten und Messstellen | 1 |
| Förderprogramm | 296 |
| unbekannt | 2281 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 2578 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 2494 |
| Englisch | 115 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 64 |
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| Dokument | 1 |
| Keine | 220 |
| Webseite | 1977 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 199 |
| Lebewesen und Lebensräume | 829 |
| Luft | 2541 |
| Mensch und Umwelt | 2578 |
| Wasser | 2510 |
| Weitere | 2572 |