ISSN: 0179-5619 

In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, inwieweit sich die Häufigkeit und Intensität von Gewitter- und Hagelereignissen in den vergangenen Jahren in Deutschland und Europa verändert hat. Mit Hilfe von regionalen Klimasimulationen wird abgeschätzt, mit welchen Änderungen des Hagelpotentials - bedingt durch den anthropogenen Klimawandel - in der Zukunft zu rechnen ist. 

 Wissenschaftliche Berichte des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung des Karlsruher Instituts für Technologie ; 54

Verbesserte Kenntnisse über die Prozesse im regionalen Wasserhaushalt sind wesentlich für das Verständnis von Klimaänderungen sowie die Entwicklung geeigneter Klimaanpassungsstrategien. Diese Arbeit geht der Frage nach, wie sich kurzfristige Änderungen der synoptischen Bedingungen und variierende Landoberflächeneigenschaften auf den atmosphärischen Wasserhaushalt auswirken. 

ISSN: 0179-5619 

Der Prozess des Einmischens von Luft aus der freien Atmosphäre in die konvektive Grenzschicht wird mit Hilfe eines Doppler Lidars und konzeptioneller Ansätze untersucht. Durch detaillierte Betrachtung der Vorgänge an der Oberkante der Grenzschicht einerseits und der quantitativen Erfassung der Wirkung dieser Vorgänge andererseits, konnte eine Erweiterung des Prozessverständnisses erfolgen sowie Möglichkeiten zu einer robusteren numerischen Beschreibung des Prozesses aufgezeigt werden. 

Wissenschaftliche Berichte des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung der Universität Karlsruhe (TH) ; 44
ISSN: 0179-5619 , ISBN: 978-3-86644-321-1

The water content evolution of model dikes is monitored with geophysical methods. Water content changes are successfully quantified using electrical resistivity tomography. Numerical simulation of water flow in a dike model is used to estimate the variability of water content. Modeling of synthetic data sets is used to evaluate the quality of resistivity quantification using ERT. An ensemble approach is proposed to improve the interpretation of ERT inversions.

Wissenschaftliche Berichte des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung der Universität Karlsruhe (TH) ; 42
ISSN: 0179-5619, ISBN: 978-3-86644-228-3 

High-resolution regional ensemble climate simulations with the regional climate model COSMO-CLM are performed for Southwest Germany to study the sensitivity of meteorological and hydrological variables to simulation set-up, including the domain size, driving data, horizontal resolution and physical parameterisations and parameter settings. The model setup found adequate for such simulations is a domain including the Alps, ERA-40 reanalysis data as driving data, and a horizontal resolution of 7 km. The sensitivity of simulation results to a changed model setup is highest for the change in driving data and is higher in winter than in summer. This adequate model setup is used to investigate the influence of the land surface scheme on COSMO-CLM simulations. The standard land surface scheme TERRA_LM is replaced by the land surface scheme VEG3D, which contains an explicit vegetation layer. Standalone simulations with both land surface schemes show better agreement with observations for the VEG3D scheme, especially over high vegetation. Coupled online with the COSMO-CLM, both schemes yield similar results on the spatial patterns of the meteorological variables but the absolute values may differ considerably. No model system gives better results than the other for 2m-temperature and precipitation compared to observations, and the difference in TERRA_LM and VEG3D simulation is similar to the difference obtained by changing other physical parameterisations or the time-integration scheme. Freezing and melting processes in the soil are implemented in VEG3D to make the scheme applicable for climate simulations. Stand-alone simulations with the new scheme yield better results than those without the consideration of freezing and melting processes. Better results in stand-alone simulations are obtained when using different soil types within one soil column, instead of using one single soil type for the whole column. Therefore, a soil type inventory for Germany for the coupled model system COSMOCLM/ VEG3D is provided in this thesis, which contains several soil types within one soil column. A strategy for a statistical-dynamical downscaling method is developed and evaluated to replace time consuming day by day simulations. The method shows the ability to yield results similar to those of the continuous simulation.

Wiss. Ber. Inst. Meteorol. Klimaforsch., Universität Karlsruhe, 40, ISSN: 0179-5619

Durch Winterstürme verursachte Schäden erreichen jährlich hohe Schadenssummen. Dabei zeigt sich ein sehr differenziertes Schadensmuster, welches in gegliedertem Gelände maßgeblich durch die orographischen Gegebenheiten bestimmt wird und Maßnahmen mit dem Ziel einer Schadensprävention erschwert. In der vorliegenden Arbeit soll der Einfluss von orographischen Strukturen hinsichtlich ihrer windverstärkenden Wirkung quantifiziert werden. Um die bei atmosphärischen Strömungen hochgradig turbulenten Vorgänge bei der Überströmung von Geländeformen darstellen zu können, wird das am Institut für Meteorologie und Klimaforschung (IMK) entwickelte mesoskalige Modell KAMM2 verwendet. Die Konzeption des Modells ermöglicht eine selektive Untersuchung der durch die Orographie verursachten Strömungsvorgänge. Die Modellrechnungen konnten Regionen mit erhöhten Windgeschwindigkeiten für idealisierte orographische Strukturen sowie für komplexes Gelände aufzeigen. Durch eine Klassifizierung von orographischen Grundstrukturen in komplexem Gelände gelang es, deren Einfluss auf Windverstärkungen differenziert zu bestimmen.

Wiss. Ber. Inst. Meteorol. Klimaforsch., Universität Karlsruhe, 34. (2005)