1 Numerische Experimente zur Niederschlagseffizienz mit einem Einsäulenmodell 1. Diplomarbeitsbericht am Silvia Vogelsang

2 Gliederung Motivation Theoretische Grundlagen Die Experimente Auswertung der Ergebnisse Ausblick

Silvia Vogelsang 3 Motivation Projekt: Sources of Precipitation in Alpine Watersheds, Grundlagen dafür mit dem 1D Modell Kleine Änderungen der Bodenfeuchte haben große Auswirkungen auf die kurzfristige Niederschlagsvorhersage. Der Feedbackmechanismus ist dominant in unseren Breiten.

Silvia Vogelsang 4 Motivation

Silvia Vogelsang 5 Motivation Besseres Verständnis der Mechanismen, die zur Niederschlagsbildung beitragen. Bodenparameter sind wichtig für die kurzfristige Niederschlagsvorhersage. Quantifizierung dieser Bodenparameter

Silvia Vogelsang 6 Das Einsäulenmodell 1-D Version des LAM ALADIN mit der vollen ALADIN Physik Strahlungs - Konvektionsmodell Durch ein gemitteltes Vertikalprofil wird im Modell eine Grundfläche von ca. 100x100 km repräsentiert.

Silvia Vogelsang 7 Theoretische Grundlagen Recycling- und Feedbackmechanismus Schär et al. 1999

Silvia Vogelsang 8 Theoretische Grundlagen Recycling- und Feedbackmechanismus

Silvia Vogelsang 9 Die Flüsse im Modell Schär et al. 1999

Silvia Vogelsang 10 Boxmodell

Silvia Vogelsang 11 Recyclingkoeffizient Annahme: Die Atmosphäre ist zu jedem Zeitpunkt vertikal gut durchmischt Dieser Parameter soll nun berechnet werden. Dazu spaltet man die Erhaltungsgleichung für den atmosphärischen Wassergehalt folgendermaßen auf:

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Silvia Vogelsang 13 Der Recycling-Koeffizient ρ dient zur Abschätzung welcher Anteil des atmosphärischen Wassergehalts durch Recycling zur Niederschlagsbildung beiträgt. Es wird keine Aussage über den Niederschlag gemacht.

Silvia Vogelsang 14 Niederschlagseffizienz Für die weiteren Berechnungen braucht man noch eine andere Größe, die Niederschlagseffizienz: Dieser Koeffizient dient dazu, den Niederschlag in die Anteile von Recycling- und Feedbackmechanismus aufzuspalten.

Silvia Vogelsang 15 Die Experimente Zur Initialisierung werden Vertikalprofile aus 3D-ALADIN verwendet. Tage mit beginnendem konvektivem Niederschlag am Nachmittag. Das Modell wird alle 3 Stunden mit dem Fluss latenter Wärme angetrieben. 1 ungestörter Kontrolllauf, dazu mehrere Sensitivitätsstudien.

Silvia Vogelsang 16 Niederschlag und Verdunstung

Silvia Vogelsang 17 Erklärung und Auswertung Betrachtung der Prozesse in der Grenzschicht bei veränderter Bodenfeuchte Außer größeren Feuchtemenge in der Atmosphäre tragen Umschichtungs- prozesse in der Grenzschicht zu größeren Niederschlagsmengen bei.

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Silvia Vogelsang 19 Vertikalprofile

Silvia Vogelsang 20 Weitere Grenzschichtparameter Dicke der Grenzschicht im Tagesverlauf Stabilität im Tagesverlauf Kondensationsniveau

Silvia Vogelsang 21 Energiebilanz am Unterrand der Atmosphäre

Silvia Vogelsang 22 Ausblick Experimente mit horizontalem Antrieb der Säule Einfluss der Verdunstung auf die Niederschlagsbildung quantifizieren Grundlagen für das Projekt

Silvia Vogelsang 23 Literatur Schär et al.,1999: The Soil-Precipitation Feedback: A Process Study with a Regional Climate Model, J. Climate,12, Eltahir,E.A.B.,1998: A soil moisture-rainfall feedback mechanism. 1. Theory and observations, Water Resources Research,34, Burde,G.I. and Zangvil,A., 2001: The Estimation of Regional Precipitation Recycling. Part I: Review of Recycling Models, J. Climate,14,

Silvia Vogelsang 24 Danke für Ihre Aufmerksamkeit