Latenter Wärmefluss / Wm-2 Die Erforschung von Wolken und Niederschlag: JOYCE - Jülich ObservatorY for Cloud Evolution Crewell1, S., H. Bogena2 , B. Bohn2, K. Ebell1, U. Löhnert1, Y. Shao1, A. Macke3, C. Simmer4, S.Trömel4 and A. Wahner2 1 Institut für Geophysik und Meteorologie,Universität zu Köln 2 Forschungszentrum Jülich 3 Leibniz-Institut für Troposphärenforschung 4 Meteorologisches Institut, Universität Bonn 1. JOYCE Seit 2010 werden kontinuierlich Messungen von Boden- und Atmosphärenparametern am Forschungszentrum Jülich durchgeführt, um die Entstehung von Wolken und deren Entwicklung zu untersuchen: Scannendes 35 GHz Wolkenradar MIRA1 Scannendes 14-Kanal-Mikrowellenradio- meter2 mit IR-Pyrometer3 Scannendes Doppler-Windlidar4 IR-Spektrometer AERI5 Himmelskamera6 Laser-Ceilometer CT25K7 Mikroregenradar8, Sodar9 Sensoren zur Messung solarer und thermischer Strahlung10 120 m hoher meteorolog. Messmast11 2. Boden-Atmosphären-Prozesse Vegetatmosphäre Land Surface – Atmosphere Exchange 3. “Hoffnung” für Wolken: HOPE-Messkampagne Sonderforschungsbereich Transregio 32: “Patterns in Soil-Vegetation-Atmosphere Systems: Monitoring, Modelling and Data Assimilation” BMBF-Projekt “Wolken und Nie- derschlag im Klimasystem - HD(CP)2”: Fokus des HD(CP)2 Observational Prototype Experiments (HOPE): Informationen über die Hy-drologie und die Vegetation im Einzugsbereich der Rur Zwei X-Band-Dopplerradar-systeme mit dualer Polari-sation Netzwerk von Eddykova-rianzstationen, Regenwip-pen und Wetterstationen Numerische Modelle zur Beschreibung von Prozes-sen auf der m- bis zur km-Skala 3D-Wasserdampf- und 3D-Wolkenfelder Wolken (Aktivierung) und Niederschlag (Autokonversion) in der atmosphärischen Grenzschicht Wolkenüberlappung und 3D-Strahlungseffekte Aerosol- und Eiswolkeneigenschaften 1 2 4 5 6 8 7 3 9 11 10 Rechts oben: HOPE-Gebiet mit 1, 2 und 5 km Radien (rot, gelb, grün) um das FZJ. Rechts unten: Netzwerk von 100 Solarstrahlungs-messgeräten. Links: Drei Wolkenquerschnitte aus scannenden Wolken-radarmessungen. www.geomet.uni-koeln.de/joyce 4. Vom Wasserdampf… Das TR32-Gebiet ist mit einer Mischung aus Wald, Wiesen, Siedlungen und landwirtschaftlich genutzten Flächen (vor allem Winterweizen und Zuckerrübenanbau) sehr heterogen. Die Variabilität von Oberflächenflüssen und Wasserdampf wird mit Hilfe von Beobachtungen und Modellen genauer untersucht. 5. …über Wolken … Bei südwestlicher Anströmung werden die JOYCE-Beobach- tungen durch die Emissionen des Braunkohlekraftwerkes Weis- weiler (ca. 10 km entfernt) beeinflusst. 6. …zum Niederschlag. 3D-Komposits von hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung werden aus Messungen von dual-polarisierten Wetterradaren des TR32, des TERENO- (Terrestrial Environmental Observatories) Netzwerkes und des Deutschen Wetterdienstes im Rahmen des Hans-Ertel-Zentrums für Wetterforschung (HerZ, http://www.herz.uni-bonn.de/) untersucht. abgeernteter Weizen Zuckerrübe 18 UTC Zusammen mit Satel-litenbeobachtungen können so die Hydro-meteorverteilungen mit Wolkenparametern ver-knüpft werden, um die Prozesse, die Nieder-schlag erzeugen, besser zu verstehen. PPI Bonn RHI towards Roleber RHI towards Bergheim O W N 24 22 IWV / kg m-2 20 12 UTC Oben: TSI-Bild um 8:30 UTC am 11. Juni 2011. Der grüne Kreis deutet einen Beobach-tungswinkel von 30° an. Rechts: Zeitliche Entwick-lung von Wolken bei einem Beobachtungswinkel von 30°; TSI-Bilder und MWR-Flüssig-wassergehalt. Die Wolken des Kühlturms sind in den roten Ovalen erkennbar. 18 10 June 2011 8:30 UTC Oben links: Mit Eddykovarianzstationen gemessene Flüsse fühlbarer (rot) und latenter (blau) Wärme am Boden. Oben rechts: Räumliche Wasserdampfvariabilität aus scannenden Mikrowellenradiometerbeobachtungen. Unten rechts: Large-Eddy-Simulation im TR32-Gebiet. Zu sehen sind der latente Wärmefluss am Boden und das 3D-Feld der spezifischen Feuchte. 06 UTC Rechts oben: Elevationsscans Richtung Roleber und Bergheim, sowie 360°-Azimutscan (PPI) des X-Band-Radars in Bonn. Rechts unten: 3D-Radar-Komposit. N E S W N Latenter Wärmefluss / Wm-2 10 300 00 UTC Forschungszentrum Jülich, Tag der Neugier, 29. September 2013