Turbulente Flüsse und thermische Konvektion Modellierungsteil Björn Brötz, Volkmar Wirth Institut für Physik der Atmosphäre Universität Mainz 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

Vorhaben Untersuchung des Energieaustausches zwischen Atmosphäre und Boden während des COPS-Experimentes Untersuchung der vom Tal ausgehenden freien Konvektion und ihr Abhängigkeit von der Landnutzung und der Breite des Tals Werkzeug LES-Modell der Uni Mainz (Reinert et al. 2007) 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

Large Eddy Simulation LES Energiespektrum 3D-Turbulenz LES bedeutet: Explizite Simulation der großen, energiereichsten turbulenten Strukturen Parametrisierung der kleinen, subgitterskaligen turbulenten Strukturen 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

LES-Modell der Uni Mainz Standard Large Eddy-Modell Warme Wolkenphysik (keine Eisphase) Komplexe Topographie (Methode der „viskosen Topographie“) Turbulente Einström/Ausström-Randbedingungen anstelle periodischer Randbedingungen 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

Bisherige Anwendung des Modells Bannerwolkenprojekt: Förderung durch die DFG Beteiligte Universitäten Mainz und München Isofläche: Wolkenwasser q=0.01 g/kg 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

Simuliertes Strömungsfeld 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

Freie Konvektion Freie Atmosphäre in der Grenzschicht Grenzschicht Talwinde: Scherung 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

Notwendige Modifikationen des LES-Modells für dieses Projekt Oberflächen-Energie Bilanz realistische Topographie realistische Einströmungsbedingungen durch: Messungen der Gruppe Bayreuth Mesoskalige Modelldaten 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

different types of land use, section of valley along-valley direction virtual tower inflow boundary outflow boundary mesoscale circulations mean inflow conditions taken from observations generation of model consistent turbulence different types of land use, soil, and vegetation 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

Geplante Untersuchungen Interpretation der Fluss-Messungen der Gruppe Bayreuth mit Hilfe der Modellergebnisse Untersuchung von Unterdrückung freier Konvektion durch Scherströmungen Sensitivitätsstudien, z.B. Einfluss von Details der Orographie Einfluss von Inhomogenitäten des Bodens 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn

Ort und Zeit von Konvektion hängt stark von der Struktur des Feuchte Feldes in der PBL ab Was beeinflusst die Heterogenität der Grenzschichtfelder von Temperatur, Feuchte, etc. am stärksten? (Unterschiede in der Bodenfeuchte, Vegetation, Orographie, etc.) Wie ist die Verbindung von kleinskaligen Inhomogenitäten von Feuchte, Temperatur und Wind in komplexem Gelände in Bezug auf die Auslösung von Konvektion? Wie ist der Tagesgang von Konvektionsauslösung mit den Prozessen an der Oberfläche und in der PBL verbunden? 11.04.2008 Kick-off Meeting 3.Phase SPP 1167 / Bonn