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Wasser- und Energiekreislauf zwischen Agrarflächen und der Atmosphäre: Feldmessungen und integrierte Klimasimulationen auf der konvektionserlaubenden Skala
Projekt
Förderkennzeichen: DFG FOR 1695
Laufzeit: 01.06.2012
- 30.05.2015
Forschungszweck: Grundlagenforschung
Ein neuartiges, integriertes Modellsystem für die Simulation des regionalen Klimas und von Rückkopplungsprozessen auf der konvektionserlaubenden Skala wird entwickelt. Dazu wird das Pflanzenwachstumsmodell GECROS in das WRF-NOAH-Modellsystem integriert. Das WRF-NOAH-Modell wird optimiert in Bezug auf die Darstellung orographischer und atmosphärischer Prozesse sowie von Austauschprozessen an der Landoberfläche. Das Ziel ist eine verbesserte Simulation des Wasser- und Energiekreislaufs zwischen Agrarflächen, der planetarischen Grenzschicht und der freien Atmosphäre. Das gekoppelte System WRF-NOAH-GECROS wird im Zeitraum 1989–2014 verifiziert. Fortschritte in der Repräsentation des Landoberflächenaustauschs und des Pflanzenwachstums basieren auf Feldmessungen mittels in-situ- und Fernerkundungssystemen. Kernelemente sind Eddy-Kovarianz-Stationen und 3D-Wasserdampf- und Temperaturmessungen mit Lidar. Diese Daten werden zur genaueren Parametrisierung von turbulenten Flüssen und für die Schließung des Energiehaushaltes an der Landoberfläche eingesetzt. Mit diesem Ansatz werden Rückkopplungs-prozesse zwischen der Bodenfeuchte, der Vegetation, der Grenzschicht und der Wolken- und Niederschlagsbildung sowie der raum-zeitlichen Niederschlagsverteilung in Südwestdeutschland im Detail erforscht. Diese Untersuchungen schließen sowohl Trends der Temperatur und des Niederschlags als auch deren Extreme wie sommerliche Hitzeperioden ein, die dezidiert modelliert und verifiziert werden. Schließlich wird dieses Modellsystem vorbereitet zur Kopplung mit einem Multi-Agenten-Landnutzungs-Modell.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Agrarmeteorologie
- Klimawandel
