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Arbeitsgruppe "Landoberflächen und Grenzschicht", Leiter Dr. Norbert Kalthoff


Die Gruppe Landoberflächen und Grenzschicht besteht seit 1986 am Institut für Meteorologie und Klimaforschung und wurde 2005 durch die Verschmelzung mit der Arbeitsgruppe Elektrophysikalische Aquametrie erweitert. Ihre Arbeitsschwerpunkte sind:

 

  • die Wechselwirkung zwischen Landoberfläche und Atmosphäre auf verschiedenen Skalen,
  • Turbulenz und Austauschprozesse in der Grenzschicht sowie zwischen Grenzschicht und freier Troposphäre,
  • Regionale Windsysteme und regionales Klima
  • Ausbreitung von Spurenstoffen im mesoskaligen Bereich
  • Bestimmung von Wasser- und Eisgehalt in Böden, Schnee und Erdmaterialien
  • und die Entwicklung von innovativen Messmethoden zur flächenhaften Bestimmung der Bodenfeuchte

 

Zielsetzung ist, zu einem verbesserten Verständnis der atmosphärischen Prozesse und deren Wechselwirkung mit dem Untergrund zu gelangen und zur Überprüfung und Verbesserung von mesoskaligen Modellen beizutragen. Die Messsysteme reichen von bodengebundenen und ballongetragenen Geräten über Fernerkundungsverfahren hin zu flugzeuggestützten Messplattformen.

Das menschliche Leben spielt sich im Wesentlichen innerhalb der 1 bis 2 km mächtigen atmosphärischen Grenzschicht ab, der dadurch eine besondere Bedeutung zukommt. Der Zustand der Grenzschicht wird, neben den synoptischen Einflüssen, unter anderem durch die Energieumsetzung an der Erdoberfläche bestimmt. Regionale Unterschiede in der Energieumsetzung ergeben sich aus den regionalen Unterschieden der Landoberflächeneigenschaften (Landnutzung, Geländegestalt). Folge davon sind:

 

  • die Ausbildung regionaler Windsysteme, wie z.B. Berg- und Talwinde oder Land- und Seewinde – Windsysteme also, die von wesentlicher Bedeutung für die Transporteigenschaften in der Grenzschicht sind.
  • unterschiedliche Höhenentwicklungen der Grenzschicht und die damit verbundene unterschiedlich starke vertikale Durchmischung von Spurenstoffen
  • Unterschiede im Regionalklima.

 

Ziel der Arbeiten ist die quantitative Beschreibung klimarelevanter Prozesse, um die Parametrisierung der Energieumwandlungsprozesse an der Erdoberfläche, die Turbulenz in der atmosphärischen Grenzschicht und der freien Troposphäre zutreffend beschreiben zu können.
Feldexperimente unter Einsatz unterschiedlicher Messsysteme, insbesondere dem KITcube, dienen dabei der Gewinnung geeigneter Datensätze für den Vergleich und die Verbesserung mesoskaliger Modelle.

Wenn Sie weitere Informationen wünschen, sei auf unsere Veröffentlichungen (Publikationen, Poster) und wissenschaftlichen Arbeiten verwiesen, oder nehmen Sie Kontakt mit uns auf (Team).