Bachelor-/Masterarbeiten IFM

Bachelorarbeiten               107
Masterarbeiten 54
In Bearbeitung 5
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Stand 15.11.17  /  Alle in der Met. Bibliothek vorhandenen Arbeiten sind auch über PRIMO zu finden

Hier findet ihr eine Gesamtliste der Bachelorarbeitsthemen vom Institut für Meteorologie und dem Institut für Weltraumwissenschaften für: 2017 
Übersicht aller Meteorologie-Examina aus dem deutschsprachigen Raum seit 1969 (DWD)
167 Publikation(en)

Räumliche und zeitliche Variabilität von Wasserdampf / Gutachter: Prof. Jürgen Fischer, PD Dr. Peter Névir

Falco Wittchen / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Institut für Weltraumwissenschaften / Standort: Bibliothek CD 267 | 2017-01-31

In dieser Arbeit wird zunächst ein grober Überblick über die räumliche und zeitliche Variabilität von Wasserdampf gegeben. Verwendet wurden bodengestützte GPS-Daten und Daten vom MEdium Resolution Imaging Spectrometer [MERIS], an Board des Satelliten ENVISAT (Environmental Satellite). Anschließend wird die kleinräumige Variabilität von Wasserdampf für den Spezialfall von Horizontal Convective Rolls [HCRs] untersucht. Außerdem wird ein Versuch präsentiert aus dem Abstand der HCRs die Höhe der meteorologischen Grenzschicht zu schätzen. Zuletzt wird die räumliche Variabilität des Wasserdampfes für weltweit verteilte, möglichst wolkenfreie Szenen betrachtet. Dabei stellt sich heraus, dass die Standardabweichung des Wasserdampfes neben der Größe des betrachteten Gebietes auch von der vorhandenen Masse desWasserdampfes abhängt. So liegt für den Großteil der in dieser Arbeit betrachteten Fälle die Standardabweichung für Gebiete mit einem Total Column Water Vapor [TCWV] von 5 mm bei circa 0,25 mm. Bei einem TCWV von 50 mm liegt die Standardabweichung für die meisten Fälle dagegen bei rund 1 mm. Beachtet man die Präzision des verwendeten Verfahrens zur Wasserdampfableitung von 2,1 mm, so liegt die Standardabweichung für die meisten Fälle unterhalb der Präzision des Ableitungsverfahrens. Nichtsdestotrotz gibt es Fälle mit allgemeinen hohen TCWV-Werten, wo die räumliche Standardabweichung größer als die Präzision des verwendeten TCWV-Ableitungsverfahrens ist. Im Mittel wurde für die in dieser Arbeit verwendeten MERIS-Szenen eine räumliche Standardabweichung von 1 mm bei einer Gebietsgröße von 80 km x 80 km erreicht. Bei einer Gebietsgröße von 320 km x 320 km dagegen betrug die mittlere Standardabweichung 2 mm. Ein besonderes Beispiel der räumlichen Variabilität von Wasserdampf stellt die organisierte Konvektion in der Grenzschicht in Form von HCRs dar. Hier wurden Variationen im TCWV von rund 2,5 mm innerhalb einer Entfernung von weniger als 1,5 km gefunden. Es bleibt zu beachten, dass hierbei ausschließlich Szenen mit möglichst geringen Wolkenanteil betrachtet wurden und die hier gezeigten Ergebnisse nicht repräsentativ für bewölkte Szenen sind.

Mikroskalige Variabilität von Windböen / Gutachter: PD Dr. Peter Névir, Dr. Martin Göber

Florian Ruff

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 266 | 2017-01-27

In dieser Bachelorarbeit werden mit Hilfe von Messungen der Windgeschwindigkeit an jeweils zwei Standorten der beiden Flughäfen Berlin-Tegel sowie Berlin-Schönefeld Untersuchungen zur mikroskaligen Variabilität von Windböen durchgeführt. Neben den zeitlichen Variationen liegt der Fokus besonders auf der räumlichen Variation, da der Abstand der sich am einen Ende sowie am anderen Ende einer Start-/Landebahn befindlichen Standorte von etwa 2,4 km die bisher geringste verfügbare Auflösung von Windmessungen ist. Für die Untersuchungen werden einerseits lineare Modelle zur Bestimmung der Variationsbreite bezüglich der mittleren Windgeschwindigkeit für verschiedene zeitliche sowie ereignisbezogene Einteilungen erstellt, die wiederum mit dem jeweils anderen Standort und dem anderen Flughafen verglichen werden. Durchschnittlich liegt dabei die Zunahme der Variationsbreite bei 0,84 kn pro Zunahme der mittleren Windgeschwindigkeit um 1 kn. Bei Gewittersituationen kann diese Zunahme aufgrund der starken labil geschichteten Atmosphäre sogar bei über 1 kn liegen. Besonders einflussreich sind Standortbedingungen, da die Variationsbreite bei reibungsbeeinflussten Messungen deutlich zunimmt. Andererseits werden lineare Korrelationsanalysen der maximalen Windgeschwindigkeiten durchgeführt, bei der die Variabilität von Windböen unabhängig von Wetterlagen und des Tagesganges betrachtet wird. Besonders bei Gewittersituationen werden Korrelationen von etwa 0,88 zwischen den maximalen Windgeschwindigkeiten berechnet. Durch zeitlich verschobene Zeitreihen stellt sich auch heraus, dass nach ca. 4 Stunden bzw. 72 km kein nennenswerter Zusammenhang mehr vorhanden ist.

Zusammenhang zwischen Feuerwehreinsätzen und Starkregenereignissen in Berlin / Gutachter: Dr. Tobias Pardowitz , Univ.-Prof. Dr. Uwe Ulbrich

Denise Seiling

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 245 | 2017-01-24

Starkregen, also Niederschlag mit hoher Intensität, tritt in den letzten Jahren immer häufiger auf und mit diesem Extremereignis gehen auch gravierende Fol-gen wie Sturzfluten einher, um nur ein Beispiel zu nennen. Damit die Bevölke-rung vor größeren Schäden gewarnt werden kann, sind Statistiken und genaue Angaben zum Starkregen sehr wichtig. In der folgenden Arbeit soll am Standort Berlin Tempelhof untersucht werden, wie folgenreich Starkregenereignisse sein können. Dabei wird insbesondere auf die Niederschlagssummen in verschiede-nen Zeiträumen eingegangen und gleichzeitig wird betrachtet, in welchen Zeitin-tervallen sich Starkregen am folgenschwersten bemerkbar macht. Dazu wird die Anzahl an Feuerwehreinsätzen mit einbezogen und geschaut, wie sich diese mit steigenden Niederschlagssummen verändert. Erstellt wurden dafür verschiedene Graphen, die zum einen die Häufigkeit der Niederschlagssummen darstellen, zum anderen den prozentualen Anteil an Fällen mit mindestens einem Einsatz anzei-gen und außerdem noch durch den Mittelwert und den Boxplot-Elementen Aus-kunft über die Anzahl der Einsätze geben. Mit Hilfe dieser Methoden zur Auswer-tung können erste Ergebnisse gezeigt werden, die aber nur speziell für den Standort Berlin Tempelhof gelten, da Starkregen an anderen Orten wieder ganz andere Auswirkungen haben kann.

Sturmschäden: Schadenerwartung für die Warnstufen des DWD / Gutachter: Dr. Tobias Pardowitz, Prof.Dr. Uwe Ulbrich

Reetta Leppälaakso

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2017-01-09

Gewitterschäden: Schadenerwartung für DWD Warnkategorien / Gutachter: Dr. Tobias Pardowitz, Prof. Dr. Uwe Ulbrich

Max Bandelow

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 268 | 2017-01-04

Ziel dieser Arbeit ist es, die Gewitter-Warnkategorien des Deutschen Wetterdienstes anhand von Schadendaten des Gesamtverbands der Deutschen Versicherungswirtschaft auf ihre Aussagekraft zu untersuchen und ihre Abstufung zu bewerten. Dazu wurde zum Vergleich der mittleren Schäden der Warnkategorien der Welch t-test für zwei Stichproben und zum Vergleich der Schadenverteilungen für die Warnkategorien der Kolmogorov-Smirnov- Test, sowie eine visuelle Darstellung der Schadenverteilungen über Boxplots eingesetzt. Es ergeben sich signifikante Unterschiede, sowohl zwischen den mittleren Schäden als auch unter den Schadenverteilungen für die Warnkategorien. Die Warnkategorien sind damit in Bezug auf den zu erwartenden Schaden aussagekräftig abgestuft. ------------------------------- Target of this thesis is to assess the thunderstorm-warning-categories of the DWD (Deutscher Wetterdienst) by analyzing the corresponding losses registrated by the GDV (Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft). Therefore the Welch Two Sample t-test, the Kolmogorov-Smirnov test and graphics were used to compare the mean-damages of the categories as well as their damage-distributions. The differences in both are significant. Looking at the expected damage of each category (predicted by the damage-data) each category is meaningful because of the significant differences.

Zusammenhang zwischen Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur und dem Wasserdampfeintrag in die Stratosphäre in einer Zeitscheibensimulation des gekoppelten Atmosphäre-Ozean-Modells EMAC-O / Gutachter: Univ. Prof. Dr. Ulrike Langematz

Lenard Müßig / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 241 | 2016-12-06

Abstract: Current studies (e.g. Gar_nkel et al., 2013) showed a connection between the variation of sea surface temperatures and the water vapor entering the stratosphere. Therefore this work will focus on the question, whether this connection also exists in the data of the chemistry-climate model coupled with an ocean model EMAC-O. The used Dataset was a time slice simulation of the coupled model with 1960 conditions in ODS and GHG. A _rst study was made to investigate the variability of H2O and SST. Following the hightest variability existed in the tropical paci_c and include the El Ni~no Southern Oscillation (ENSO). Therefore, the whole spectrum of ENSO versions (El Ni~no, Modoki El Ni~no, La Ni~na, Modoki La Ni~na) and the warm and coldphases of the Paci_c Warmpool Region will be analyse. Thereby it can be shown that the El Ni~no versions indicate reasonable and plausible results which can be explained by the thesis of Gar_nkel el al. (2013). Accordingly, the east paci_c events (El Ni~no or La Ni~na) shows a signi_cant input of water vapor into or dehydration of the stratosphere. In contrast to that, the central paci_c events indicates a non-signi_cant entry of water vapor into or dehydration of the stratosphere. These di_erences are interpretet by Gar_nkel et al. (2013) with three fundamental relations. 1.: the existence of a strong change in the atmospheric circulation (Walker-Circulation), 2.: this induces a warming in the tropical tropopausal layer, 3.: followed by movement of the cold point region (CPR). Due to the fact that these relations are due to a thermal changing of the tropopausal conditions, the entry of water vapor into the statosphere will be regulated in a dominant way by this. Nevertheless the clearness of the results mainly depending on the used method of classi_cation. To investigate the spread and the inuence of the classi_cation methods we discuss four di_erent methods and elaborate their advantages and disdavantages. In order to that there can be found the best possible method to indicate EPW and CPW in the data of EMAC-O. The following investigation of the warm and coldphase of the Paci_cWarmpool Region indicated that there were major di_erences in the water vapor entering the stratosphere, which correlated to the di_erent conditions of the sea surface temperature. Afterwards we conducted a korrelationanalysis between the tropical sea surface temperatures and the water vapor anomalies in 80 hPa. There we also found the connection between these two meteorological parameters. In addition the QBO itself and the di_erent combinations of ENSO and QBO have an inuence on the thermal conditions at the Tropopause. Further studies (e.g. Liang et al., 2011) showed that. Therefore, all eight possible combinations of ENSO and QBO will be analyse. Thus it can be shown that all combinations of ENSO and QBO due to signi_cant moistening or dehydration of the stratosphere. The remaining combinations also due to reasonable and plausible results which can be explained by the thesis of Liang et al. (2011). In fact, the combinations of ENSO and QBO in phase shows signi_cant moistening or dehydration of the stratosphere. The remaining combinations of ENSO and QBO out of phase shows on the one hand (E-Q+) a greatly reduced up to not any positive or negative water vapor anomalies and on the other hand (E+Q-) an enhanced moistening of the stratosphere. Finally it could be summerised that the by Gar_nkel et al. (2013) ond Liang et al. (2011) described connection between the variation of sea surface temperatures and the water vapor entering the stratosphere could be shown in the Data of the coupled chemistry-climate model EMAC-O.

Analysis of the SSMIS Sea Ice Concentration in terms of its impact for the European Arctic Refined analysis (EAR) / Gutachter: Prof. Dr. Jürgen Fischer, Prof. Dr. Dieter Scherer

Vanessa Discher / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 271 | 2016-11-28

Die Arktis spielt im Hinblick auf den Klimawandel eine besondere Rolle. Jedoch gibt es für arktische Regionen nur wenige Beobachtungsdaten und wenn welche vorhanden sind, sind diese oft zeitlich und räumlich stark eingeschränkt. Deshalb sind modellbasierte Datensätze ein nützliches Werkzeug. Die European Arctic Refined analysis (EAR), die für den Zeitraum von 2001 - 2011 vorhanden ist und eine hohe räumliche Auflösung besitzt (30 km, 10 km, 2 km), wurde für die Untersuchung von meteorologischen und glaziologischen wissenschaftlichen Fragestellungen rund um die Europäische Arktis entwickelt und nutzt das numerische Vorhersagemodell für polare Bedingungen, das Polar WRF. Einer der Eingangsdatensätze, die Advanced Microwave Scanning Radiometer for Earth Observing System (AMSR-E) Sea Ice Concentrations (Meereseiskonzentrationen) wurde nur bis Ende 2011 bereitgestellt, weshalb es bisher nicht möglich war, die EAR weiter zu rechnen. Ein neuer satellitengestützter Meereseisdatensatz musste gefunden werden. Die Wahl fiel auf die Nimbus-7 SMMR and DMSP SSM/I-SSMIS Sea Ice Concentrations. Die Ergebnisse des originalen Modelllaufs (run 1) wurden mit denen aus dem Modelllauf mit den neuen Meereseisdatensatz (run 2) verglichen. Dabei wurde herausgefunden, dass es statistisch signifikante Unterschiede zwischen den beiden Modellläufen gibt. Beim Vergleich der Differenzen mit dem mitleren Modellbias der EAR, kann jedoch davon ausgegangen werden, dass dieser nicht drastisch durch run 2 verändert wird. Außerdem wurden während der Datenvorbereitung verschiedene Versionen der AMSRE Meereseiskonzentrationen den Nimbus-7 SMMR and DMSP SSM/I-SSMIS Daten gegenüber gestellt. Die Verbesserungen, die von einer AMSR-E Version zur nächsten (hier V12 zu V15) gemacht wurden, führen, wenn man die mitleren Differenzen vergleicht, zu kleineren Unterschieden zwischen den Nimbus-7 SMMR and DMSP SSM/I-SSMIS und AMSR-E Meereseiskonzentrationen. Das führt zu der Annahme, dass sich auch die Differenzen, die zwischen run 1 und run 2 aufreten, verringern würden, wenn run 1 durch

Analysing the seasonal cycle and inter-annual variability of ammonium and nitrate in precipitation across Germany / Gutachter: Prof. Dr. Martijn Schaap, Prof. Dr. Peter Builtjes

Barbara Szénási / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek CD 269 | 2016-11-25

Atmospheric deposition of reactive nitrogen causes acidification and eutrophication of soils and fresh water negatively affecting the biodiversity in terrestrial and aquatic ecosystems. The German Advisory Council on the Environment (SRU) recommends that the federal government and the German Länder jointly elaborate a national nitrogen strategy (SRU, 2015) to reduce the reactive nitrogen input into the environment in Germany. Developing a nitrogen strategy requires robust chemical transport models to quantify the actual nitrogen deposition as well as to investigate the effectiveness of mitigation strategies and estimate impacts on climate change. The aim of this master thesis is to improve the understanding of the seasonal cycle and inter-annual variability of ammonium and nitrate in precipitation across Germany. Measurement data of wet deposition flux and rain water concentration of ammonium and nitrate of 311 measurement sites in total, spanning a thirteen-year period 2000-2013, were provided by the Umweltbundesamt within the framework of the PINETI-III research project. The measurements were compared to the model data of the LOTOS-EUROS model in order to investigate the simulating performance of the considered chemical compounds. On average, the measured wet deposition fluxes and rain water concentrations of ammonium and nitrate are underestimated by the model by 7-23%. Furthermore, the model does not capture the seasonal cycles correctly. Increasing the dry deposition velocity of ammonia by 30% results in a minor decrease of the ammonium wet deposition fluxes and rain water concentrations, whereas changing the temporal profile leads to seasonal cycles that are in better agreement with the measurements. The influence of the sensitivity runs is negligible on the wet deposition fluxes and rain water concentrations of nitrate. It is advised to develop temporal profiles tailored to the regional emission variabilities to further enhance the model performance.

Zusammenhänge zwischen Säulenwasserdampfgehalt und 2 Meter-Temperatur anhand von ERA-Interim- und MERIS-Daten / Gutachter: Prof. Dr. Jürgen Fischer, Dr. René Preusker

Maria Aufschlager

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 257 | 2016-09-22

In Dieser Arbeit wird eine Methode zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen globalen Zeitreihen des Säulenwasserdampfgehalts von dem Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) an Bord des ESA Satelliten Environmental Satellite (ENVISAT) und globalen Zeitreihen der 2 Meter Temperatur von ERA-Interim Daten, bereitgestellt durch das European Centre for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF), über Land vorgestellt. Dafür sind Korrelationskoeffizienten nach Pearson für die monatlichen Mittelwerte der Anomalien der Zeitreihen errechnet worden. Diese sind mittels eines Hypothesentests, durchgeführt mit dem zweiseitigen Student-t-Test, auf Signifikanz geprüft worden. Die Ergebnisse sind in einer globalen Korrelationskarte dargestellt worden. Es konnte die Existenz positiv korrelierter Bereiche in höheren Breiten und negativ korrelierter Bereiche zwischen denWendekreisen gezeigt werden. Durch Heraussuchen repräsentativer Regionen positiver und negativer Korrelation konnten diese Fälle näher besprochen werden. Dazu sind Streudiagramme und Zeitreihenanalysen beider Zeitreihen, sowie derer Anomalien erstellt worden.

Climate system of the Cenomanian-Turonian boundary and how it is influenced by ocean tides / Gutachter: Prof. Dr. Maik Thomas (GFZ), Univ.-Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Raphael H. Köhler / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: Bibliothek | 2016-09-06

Einfluss von Wetterparametern auf die Entwicklung der Varroa destructor im Bienenvolk / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Eva Rademacher

Claudia Bräsemann

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima/ Standort: Bibliothek | 2016-09-05

Der Einfluss des Klimawandels auf die dynamische Kopplung von Stratosphäre und Troposphäre - eine Studie mit EMAC / Gutachter:Prof. Dr. Ulrike Langematz, PD Dr. Peter Névir

Joscha Pültz / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: Bibliothek CD 243 | 2016-08-12

In der vorliegenden Arbeit wurden die Auswirkungen des Klimawandels auf die dynamische Kopplung von Stratosphäre und Troposphäre untersucht. Dazu wurden Zeitscheibensimulationen mit dem interaktiven Klima- Chemiemodell EMAC für ausgewählte Zeitpunkte zwischen 1865 und 2095 untersucht und Sensitivitätsstudien durchgeführt. Mit einem sich verändernden Klima kommt es einerseits zu einer Erwärmung der Troposphäre, andererseits zu einer Abkühlung der mittleren Atmosphäre. Dies hat u.a. Auswirkungen auf die stratosphärischen Zirkulationsmuster. Das stärkste stratosphärische Zirkulationsmuster und seine Variabilit ät werden durch den Northern Annular Mode beschrieben, dieser erlaubt es zum einen eine Reduzierung der Dimensionen eines Datensatzes vorzunehmen, zum anderen ermöglicht er es damit, stratosphärische Signale, die sich in die Troposphäre ausbreiten, sichtbar zu machen. Während stratosphärischer Extremereignisse, z.B. Stratosphärenerwärmungen, kann es zu solch einer Ausbreitung eines Signals in die Troposphäre kommen. Mit einem vor allem durch den Anstieg der Treibhausgase veränderten vertikalen Temperaturprol der Atmosphäre wird in dieser Arbeit untersucht, inwieweit sich diese Veränderung auch auf die Kopplung von Stratosphäre und Troposphäre auswirken. Dazu wurde der Northern Annular Mode berechnet und in sogenannten Komposits nach Baldwin und Dunkerton (2001) dargestellt. Es zeigt sich eine deutliche Verkürzung der stratosphärischen Extremereignisse zwischen 1865 und 2095. Mit Hilfe der Sensitivitätsstudien konnte der Haupteinflussfaktor für die Verkürzung der Veränderung der Meeresoberflächentemperatur zugewiesen werden. Eine Verkürzung stratosphärischer Extremereignisse bedeutet automatisch eine kürzere Zeitspanne in der sich stratosphärische Signale bilden und in die Troposphäre propagieren können. Damit einhergehend werden also auch die Zeitspannen in denen die Stratosphäre Einfluss auf die Troposphäre nimmt verkürzt.

Statistischer Vergleich von Windmessungen mittels Schalenstern, Sodar und Lidar auf der Basis eines einjährigen Datensatzes / Gutachter: Prof. Dr. Uwe Ulbrich, Dr. Frank Beyrich

Carola Detring

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 272 | 2016-08-01

In den letzten 10 Jahren sind verschiedene Doppler-Lidar-Systeme zur Messung des Windprofils in der atmosphärischen Grenzschicht entwickelt und kommerziell eingeführt worden. Diese Systeme könnten perspektivisch für einen operationellen Einsatz in den Messnetzen der nationalen Wetterdienste in Betracht kommen und werden deshalb auch im Deutschen Wetterdienst derzeit getestet. Im Rahmen einer ersten Studie vom Deutschen Wetterdienst zeigten sich gute Messer- gebnisse von Lidar Messungen im Vergleich zu einem Windprofiler und Radiosondenaufstiegen (Päschke et al., 2015). Die vorliegende Arbeit vergleicht Messungen von etablierten Geräten (Schalenanemometer, Sodar) mit dem HALO StreamLine Doppler-Lidar im Bereich der untersten 500m der Atmosphäre. Die Verfu¨gbarkeit der Lidar-Daten weist dabei in 500m Höhe einen Wert von knapp 70% auf. Einfache statistische Analysen zeigen eine sehr gute Übereinstimmung der Vergleiche von Mast und Lidar. Die Werte für den Bias liegen nahezu bei 0m/s und die RMSD Werte im Bereich um 0.5m/s. Vergleiche von Mast und Sodar, sowie Lidar und Sodar zeigen etwas höhere Abweichungen. Abhängigkeiten der Vergleichsergebnisse von verschiedenen meteorologischen Bedingungen wie der Windrichtung oder Stabilität können ebenfalls beobachtet werden. Bei Betrachtung eines Sturmereignisses werden die Vorteile von Lidar-Messungen gegenüber Sodar-Messungen in Bezug auf die Verfügbarkeit besonders deutlich.

Analysis of Variability and Anomalies within the MERIS Cloud Dataset / Gutachter: Prof. Dr. Jürgen Fischer Dr. René Preusker

Ulrich Küster / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Inst. für Weltraumwissenschaften / Standort: Bibliothek CD 262 | 2016-08

The MERIS cloud property dataset was analyzed for anomalies and trends over the available 10 year data period. In the scope of Global Warming it can be expected that global cloud patternsmay change, yet the direction of this change is still subject of discussion. The Cloud Top Pressure (CTP), Cloud Optical Thickness (COT) and Cloud Cover (CC) data is successfully able to represent familiar cloud patterns, i.e. the ITCZ or trade wind cumulus clouds, even when monthly averaged. A zonal mean analysis was able to represent the major CTP formations visible in the global monthly averages, yet revealed very little interannual variations between the months. A grid box-based linear regression was applied over the whole data period in order to determine regional cloud variable trends. It shows distinct and reliable trend regions with positive trends as high as 150hPa/Decade in the Southern Pacific that match the known pattern of the trade wind cumulus clouds as well as negative values of 50hPa/Decade in the Pacific equator region, matching the typical pattern of an El Niño SST anomaly. However, a single grid box analysis of the anomalies revealed an unexpected and sudden change in positive as well as negative anomalies with grid boxes that showed extreme decadal trends, which appear to be raw data related. The comparison with data from the FAME-C project suggests a global trend towards higher clouds with a less optically thick cloud top region. I

Untersuchung des Blocking-Phänomens mit Hilfe der harmonischen Analyse / Gutachter: PD Dr. Peter Névir, Dr. Klaus Müller

Jannick Fischer

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 260 | 2016-07

Das stationäre Verhalten von blockierenden Wetterlagen begünstigt lokal den Aufbau von Luftmassen und ermöglicht damit anhaltende Wetterextrema über mehrere Tage bis Wochen. Die zu Grunde liegenden Prozesse des Blocking- Phänomens können beispielsweise mit der Punktwirbeldynamik nachvollzogen werden, allerdings haben numerische Modelle häufig noch Schwierigkeiten mit der Bildung und der zeitlichen Beständigkeit entsprechender Wetterlagen. In dieser Arbeit wird die Blockierung aus Sicht der Wellendynamik betrachtet. Dabei wird die harmonische Analyse auf Reanalysedaten der Nordhemisphäre angewendet, um die atmosphärischen Wellen bei Blockierungs-Ereignissen im Zeitraum 1979 bis 2014 zu untersuchen. Es wird gezeigt, dass die meisten Blockierungen im Raum Ostatlantik und Europa auftreten. Hier sorgt die Überlagerung besonders der langen Wellen mit Wellenzahlen 1 und 3 für den Aufbau des intensiven Keils und damit des blockierenden Hochs. Da diese Wellen überwiegend stabil in ihrer klimatologischen Position bleiben, werden entsprechende Blockierungen im Atlantikraum stabilisiert und sind daher zeitlich beständiger. Eine zweite, unabhängige Häufungsregion von Blocks ist der Ostpazifik. Hier hat die Welle 1 keinen großen Einfluss, sondern Blockierungen setzen sich als Summe der Wellen 2 bis 6 zusammen. Der Großteil dieser Wellen gehört zu den wandernden Rossby-Wellen und ist insgesamt deutlich weniger stabil. So lösen sich Pazifikblockierungen schneller auf. Für die kurzen Wellen mit Wellenzahl größer 6 kann in dieser Arbeit kein Zusammenhang mit Blockierungen gezeigt werden.

Wasserkreislauf im ECHAM5-Modell: Verwendung von AMIP-Simulationen mit verschiedenen Auflösungen / Gutachter: Dr. Ingo Kirchner, PD. Dr. Peter Névir

Zühal Dizdaroglu

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 259 | 2016-06-25

Der hydrologische Zyklus auf der Erde ist ein sich verändernder Prozess. Das Wasser ist die einzige chemische Verbindung (H2O); die man in den drei Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig auf der Erde wiederfindet. Der Wassermangel, wie auch der Wasserüberfluss betreten die Menschen, die Tiere und die Pflanzen weltweit. Daher steigt das Interesse nach genaueren Wetter- und Klimavorhersagen. Gleichzeitig existieren in der langfristigen numerischen Wettervorhersage noch Schwierigkeiten, meteorologische Prozesse auf verschiedenen Skalen zu beschreiben. Neben der Temperatur ist auch der Niederschlag eine wichtige Größe in der Meteorologie. Der Niederschlag ist sowie die Verdunstung und der Abfluss ein wichtiger Teil des Wasserkreislaufes. Eine quantitative Dokumentation des globalen Niederschlags stellt jedoch eine große Herausforderung dar. Denn repräsentative Niederschlagsmesswerte über dem Ozean, sowie an unbewohnten Gebieten existieren kaum. Aus diesem Grund wird der Niederschlag mithilfe von Satellitenbeobachtungen geschätzt. Durch die Unterstützung von Klimamodellen können komplexe Prozesse simuliert werden. In dieser Bachelorarbeit werden AMIP-Simulationen benutzt. Unter der Verwendung von neun Experimenten werden die Auflösungen des ECHAM5-Modells bezüglich einiger ausgewählter Variablen des Wasserkreislaufes analysiert. Zudem werden die modellierten Niederschlagswerte mit den Niederschlagsbeobachtungen des Global Precipitation Climatology Project (GPCP) gegenübergestellt [1]. Die zu Grunde liegenden Daten der AMIP-Läufe erstrecken sich über einen Zeitraum von vierzig Jahren (1958 bis 1998). Die GPCP-Daten betragen zwanzig Jahre - 1979 bis 1998. Die Untersuchung ergab, dass der globale Niederschlag im Allgemeinen vom Modell überschätzt wird (etwa 10%). Eine Land-Ozean-Verteilung belegt, dass die Überschätzung des Niederschlags primär über dem Ozean große Abweichungen aufweist. Die globale Bilanz zwischen dem Niederschlag und der Verdunstung im Modell war indessen nahezu ausgeglichen. Im mittleren Jahresgang ist der Niederschlag und die Verdunstung über dem Ozean positiv miteinander gekoppelt. Über dem Land zeigt der Niederschlagsverlauf eine Verzögerung um etwa zwei bis drei Monate gegenüber dem Ozean an. Die Verdunstung über dem Land besitzt jedoch andere Charakteristika als über dem Ozean. Ihr Verlauf ähnelt einer Doppelwelle. Dies hängt wahrscheinlich mit dem Wassertransport und mit dem Speicher im hydrologischen Zyklus zusammen.

Mini MAX-DOAS measurements of air pollutants over China / Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Jürgen Fischer, Prof. Dr. Thomas Trautmann (DLR)

Steffen Städt / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2016-05-18

Vorhersagbarkeit von Großwetterlagen in operationellen Ensemble-Vorhersagen und im Lorenz-Modell / Gutachter: PD Dr. Peter Névir Dr. Martin Göber

Eric Förster / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 261 | 2016-05-09

Die Vorhersagbarkeit von Großwetterlagen (GWL) wurde anhand von 29 objektivierten GWL nach James (2007) auf Basis der Klassifizierung von Hess und Brezowksy aus 15-tägigen operationellen Ensemble-Vorhersagen des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage (EZMW) von Mitte 2012 bis Anfang 2016 untersucht. Die Vorhersagen werden vom Deutschen Wetterdienst (DWD) bereitgestellt und dienen der Unterstützung der Mittelfristprognose. Es wurde festgestellt, dass die Vorhersagen bis Vorhersagetag 14 Skill gegenüber klimatologischen Referenzvorhersagen besitzen. Einzelne GWL zeigen dabei eine unterschiedliche Vorhersagbarkeit im Vergleich zum Mittel aller GWL. Jedoch unterscheidet sich die Vorhersagbarkeit an unterschiedlichen Vorhersagetagen einzelner GWL im Vergleich zum Mittel nur im Bereich von einem Tag. Werden die GWL zu Typen mit ähnlichen Zirkulationseigenschaften zusammengefasst, zeigten GWL mit südlichem (westlichem) Strömungsanteil in der ersten Vorhersagewoche etwas bessere (schlechtere) Vorhersagbarkeit, GWL mit östlichem (westlichem) Strömungsanteil für einen Vorhersagezeitraum größer als einer Woche hingegen schlechtere (bessere) Vorhersagbarkeit. Die Unterschiede in der Vorhersagbarkeit zwischen den Zirkulationstypen sind zwar größtenteils statistisch signifikant aber nicht besonders groß. Während Blockierungen konnten GWL ausgehend vom zweiten Tag nach dem Onset im Vergleich zum gesamten betrachteten Zeitraum besser vorhergesagt werden. Drei Tage vor Auflösung einer Blockierung ist die Vorhersagbarkeit der GWL im Vergleich zum gesamten Zeitraum für die ersten drei Vorhersagetage besser, danach schlechter. Weiterhin wurde die Übertragbarkeit der Vorhersagbarkeit im Lorenz-Modell (LM), als bekanntes Beispiel zur Veranschaulichung der Vorhersagbarkeit, auf die GWL untersucht. Es wurde gezeigt, dass es im LM keine innere Struktur der Zustände gibt und abgesehen von den beiden Regimen im LM gut separierte Zustände nicht existieren. Aus diesem Grund konnte die Vorhersagbarkeit im Sinne der GWL nicht untersucht werden. Die bessere Vorhersagbarkeit in der Nähe der stationären Zustände im LM kann dennoch mit einer besseren Vorhersagbarkeit von GWL während Blockierungen assoziiert werden.

Stadtklimastudie zur Nachnutzung des Flughafens Berlin Tegel / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi , Univ.-Prof. Dr. Michael Bruse (Johannes Gutenberg-Universität Mainz)

Paul Heger / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek CD 244 | 2016-04-25

The planned re-use of the Berlin Tegel Airport has been analysed with respect to its impacts on urban climate by using the flow model ENVI-met. Investigations focus on micro scale effects within the center of this 4.95 square kilometers wide area. The micro climate impact of new buildings according to the city development project „The Urban Tech Republic“ is determined. After giving a comprehensive overview on urban climate adaptation measures different simulations concerning mentioned adaptation strategies are presented. Further evaluation relates mainly to the human heat stress. This is estimated and classified with the help of the „Physiological Equivalent Temperature“ (PET). The results of the micro scale investigation indicate a reduced heat stress in fact of the airport re-use mainly caused by the shading across the new buildings. In spite of the massive reduc-tion related to the initial situation, heat stress is still within the highest category „very strong heat load“. Adaptation scenarios regarding the increase of soil albedo and insulation of buil-ding walls may fail by inducing an increased heat load. Other scenarios show only a circum-stantial effect due to several reasons. Parks have the most intense impact on reducing heat stress between buildings. Two additional scenarios consisting of combinations of different adaptation measures do not create an added value in general. In the given add-on city development advices which are also applicable to the coming re-use of the Berlin Tegel Airport green spaces are an important item.

Evaluierung des COSMO CLM mit dem Urbanisierungsmodul nach Wouters et al. 2013 für Berlin / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Nadine Basuk / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek | 2016-04-19

Interhemispheric Coupling in the Chemistry-Climate Model EMAC and Its Modulation by the QBO / Gutachter: Prof. Dr. Ulrike Langematz, Dr. Blanca Ayarzagüena

Franziska Schmidt / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 274 | 2016-02-08

The interhemispheric coupling (IHC) in the middle atmosphere is a process that connects the meridional circulation in both hemispheres via wave interactions. An anomalous planetary wave forcing in the winter hemisphere modifies the stratospheric and mesospheric residual circulation (RC) in winter. The change in circulation in turn is accompanied by temperature anomalies in various locations in the winter hemisphere. The modification of the temperature in the equatorial mesosphere leads to a propagation of the signal into the summer hemisphere. Finally, a change in the mesospheric RC induces a temperature anomaly at the summer pole in the lower thermosphere. This thesis examines the IHC in the chemistry-climate model EMAC and assesses the impact of the quasi-biennial oscillation (QBO) on the process. Previous research has characterized the mechanism behind the IHC in detail, but far too little attention has been paid to the role of the QBO. A transient EMAC simulation with realistic conditions for the past is used to gain an understanding of the IHC in the model. Several correlation and composite analyses are carried out in this study. In the first instance, the extent of the IHC signal is ascertained in EMAC. The modification of the circulation and temperature can be tracked as far as the subtropics in the summer mesosphere and is comparable to other climate models. The equator crossing of the signal is evident in various meteorological parameters. However, the propagation to the summer pole can not be assessed in EMAC, because the change in temperature is expected to be in higher altitudes above the top of the model. Nonetheless, the modification by the QBO in the tropical middle atmosphere is examined. It was hypothesized that the stratospheric QBO impacts the equator crossing of the IHC signal substantially. This proposed mechanism could not be found in EMAC. Instead, a modification of the temperature induced by the mesospheric quasi-biennial oscillation (MQBO) stood out and a further analysis of the impact of the MQBO was accomplished. A slight modification of the IHC signal became apparent at the equator. Particularly, an enhanced signal was detected for a strong planetary wave event and a QBO east phase and for a weak planetary wave event and a QBO west phase. However, these results were not consistently significant. Nevertheless, the findings suggest that the temperature signal of the MQBO modifies the equator crossing of the IHC. This modification may account for a variability at the summer pole proposed in other studies.

Güteanalyse eines agrarmeteorologischen Messnetzes in Brandenburg anhand eines Vergleiches mit Referenzstationen des Deutschen Wetterdienstes / Gutachter: PD. Dr. Peter Nevir, Dr. Klaus Müller

Bianca Wentzel

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 258 | 2016-02

In dieser Arbeit wird das agrarmeteorologische Messnetz des Kontrollrings für den integrierten Anbau von Obst und Gemüse im Land Brandenburg e.V. mit ausgewählten Stationen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) verglichen. Hierbei wurden gravierende Ausfälle in den Datensätzen des Kontrollrings festgestellt. Weiterhin sind die Sensoren und Messhöhen nicht einheitlich, die Technik wird unzureichend gewartet und der Standort entspricht nur selten den Richtlinien für automatische Klimastationen. Der Vergleich der Temperatur und der relativen Feuchtigkeit zeigt große Ubereinstimmungen und nur geringe Abweichungen. An den Stationen des Kontrollrings werden sowohl höhere Temperaturen als auch höhere relative Feuchtigkeiten registriert. Die höheren Temperaturen könnten durch die unbelüfteten Strahlungsschutzhütten begründet sein, die höheren Feuchtigkeiten durch die in der Nahe der Stationen liegenden regelmäßig bewässerten Flächen. Der Niederschlag weist deutlich größere Unterschiede auf, die unter anderem durch die Standortbedingung verursacht werden können. Diese könnten ein mögliche Ursache der tendenziell niedrigeren Niederschlagsmengen an den Stationen des Kontrollrings sein. Die Unterschiede der Blattnässe werden zum einen durch die Unterschiede im Niederschlag bedingt, zum anderen jedoch auch durch die unterschiedliche Gewinnung der Daten. Aufgrund des zum Teil mangelhaften Zustandes einiger Messstandorte des Kontrollrings und den daraus resultierenden Störungen, ist eine Verbesserung des Zustandes zu empfehlen, um qualitativ bessere Daten zu erhalten.

Klimaanalyse für den Raum Berlin basierend auf ALADIN-Modelldaten / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Ines Langer

Jochen Werner

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima/ Standort: Bibliothek | 2016

Natürliches Aerosol / Gutachter: Prof. Dr. Peter Builtjes, Prof. Dr. Martijn Schaap

Thi Que Huong Kieu

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 273 | 2016

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich im wesentlichen mit der Bestimmung der natürlichen Aerosolkonzentration in Europa. Dazu wird das regionale Chemistry-Transport-Model LOTOSEUROS der niederländischen Organisation TNO angewandt. Da es keine Messungen der natürlichen Aerosole gibt, werden diese versucht zu simulieren bzw. geschätzt. Zudem beinhalteten anthropogene Aerosole die größten Unsicherheiten. Durch das Wissen der natürlichen Aerosolkonzentration könnten Rückschlüsse über den anthropogenen Teil gezogen werden. Die Arbeit beginnt mit einer Einführung zum Thema Aerosole und wird dann weiter vertieft zu natürlichen Aerosole. Anschließend werden noch bisherige Methoden zur Bestimmung der natürlichen Aerosole von anderen Wissenschaftlern vorgestellt. Im letzten Teil der Arbeit wird die Bestimmung der natürlichen Aerosole mit dem LOTOS-EUROS Modell ausführlich erläutert. Dazu lagen Daten von 10 Stationen in ganz Europa zur Verfügung. Die Daten beinhalteten Tagesmittelwerte für das ganze Jahr 2012 mit zwei berechneten Daten von LOTOS-EUROS und beobachtete Werte von EMEP für jeweils eine Station. Als Abschluss ist ein Fazit formuliert, der die Fragestellung des Themas beantwortet und bezüglich dazu gibt es noch einen Ausblick.

Evaluation of the Urban Climate Model MUKLIMO 3 for Berlin and implementations of migration strategies for the urban heat island / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Madline Kniebusch / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 270 | 2015-12-07

Urbanisation combined with climate demographic change will be a challenge for scientists as well as urban planners in order to maintain the quality of life in the cities regarding all concerns. This study helps to improve our ability to simulate the urban climate and evaluates the effectiveness of mitigation strategies. The investigated area is Berlin, Germany, whose urban climate is simulated with the mesoscale urban climate model MUKLIMO 3 developed by the German Meteorological Service, which is a new model which provides an easy implementation of mitigation strategies once it is initialised for a particular city. The work with the model shows that the model needs a time-consuming initialisation phase, but is diversely and widely useful in order to improve the urban climate. The evaluation takes place for 11.07.2010, which was the hottest day in a heat wave that lasted four days and exceeded temperatures of 35 C. The results show that MUKLIMO_3 underestimates the variation in temperature and relative humidity throughout the day as the maximum temperature is underestimated and the minimum temperature is overestimated with mean temperature differences of 4K and 10K at a peak in the night. A comparison with the 1D-simulation of MUKLIMO_3, which gives the boundary conditions, shows better results during the night. Presumably, the 3D-simulation of MUKLIMO_3 does not simulate the outgoing longwave radiation during the night properly. A sensitivity analysis depicted that the differences between the landuse classes (rural and urban areas) is too small, especially during the night. The implementation of high-albedo materials for urban structures and green roofs as mitigation strategies in general show lower temperatures throughout the whole day, while the effect of white scenarios is much higher than green roofs. Mean temperature reductions amount to 0.14K per increase of the albedo of 0.1 for low albedo values, which is relatively low, but still comparable with past research. With a mean cooling effect of 0.2K of green roofs, this mitigation strategy is underestimated compared to other studies. Nevertheless, MUKLIMO_3 shows great promise as a valuable tool for policy-makers and urban developers in order to evaluate the effectiveness of mitigation strategies to improve the micro climate of growing cities regarding the enhanced potential of heat stress.

Evaluierung und mögliche Verbesserung automatisch gewonnener Niederschlagsintensitäten durch ein Distrometer anhand von Sichtweite, Niederschlagsmessungen und Augenbeobachtungen / Gutachter: PD Dr. Peter Névir, Dr. Klaus Müller

Dustin Böttcher

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 256 | 2015-09

Diese Arbeit handelt von der Evaluierung automatisch gewonnener Niederschlagsintensitäten durch ein Distrometer (Thies Laser Niederschlagsmonitor) anhand von zwei Niederschlagsmessgeräten (Niederschlagswaage und Kippwaage), den menschlichen Augenbeobachtungen an der meteorologischen Wetterstation 10381 Berlin-Dahlem sowie einem externen Sichtweitenmesser. Die Geräte befanden sich im Untersuchungszeitraum von 2009 bis 2013 auf dem Gelände des Instituts für Meteorologie der Freien Universität Berlin im Stadtteil Steglitz. Wie die Untersuchungen gezeigt haben, weichen die Niederschlagsintensitätsmessungen des Distrometers von denen der Niederschlagswaage ab. Diese Abweichungen sind besonders stark bei hohen Intensitäten. Insbesondere feste Niederschläge werden vom Distrometer in einer höheren Intensität gemessen, als bei der Waage. Ein Windeinfluss konnte nicht nachgewiesen werden. Dies kann ebenfalls aus der Literatur entnommen werden. Die Niederschlagsintensitäten unterliegen starken Schwankungen, die ein menschlicher Beobachter nicht so gut erfassen kann, wie das Distrometer. Ein Vergleich mit der Waage zeigte eine erhebliche Unterschätzung der Intensitäten für Regen und Schnee durch den Beobachter. Die Sichtweite eignet sich nur bedingt für die Schätzung von Niederschlagsintensitäten, da diese besonders bei den am häufigsten auftretenden leichten Niederschlägen sehr große Sichtweitenstreuungen hervorruft. Das Distrometer erzielt durch eine Kopplung der Niederschlagsintensitäten an ein reines Niederschlagsmessgerät, wie einer Niederschlagswaage, deutlich verbesserte Ergebnisse. Jedoch verschlechterte diese Kopplung die Intensitätseinschätzung des Beobachters.

Untersuchung der multidekadischen Variabilität der borealen, winterlichen Stratosphäre und ihre Verbindung mit dem Ozean / Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Ulrike Langematz, Dr. Blanca Ayarzagüena

Michelle Breitbach

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek CD 263 | 2015-08-25

Verschiedene Modellsimulationen als auch Beobachtungen haben gezeigt, dass die Variabilität der borealen Stratosphäre im Winter u.a. durch Anomalien in anderen Systemen beeinflusst wird. Dazu gehören die großräumigen Temperaturschwankungen der PDO oder der AMO. Im Rahmen dieser Theorie wird in der vorliegenden Arbeit die Variabilität der Stratosphäre auf der multidekadischen Skala anhand zweier 160-jähriger Simulationsläufe (REF1850 und REF1960) in EMAC-MPIOM versucht zu reproduzieren. Dabei zeigt sich zunächst eine gute Vergleichbarkeit der Modell- und Reanalysedaten. Eine Zeitreihe und anschließende Spektralanalyse für beide Läufe ergibt, dass neben vielen kleineren Perioden in beiden Läufen, besonders am Ende des Simulationszeitraumes für REF1850 eine signifikante MSW-Periode von 20 Jahren auftritt. Weiterhin zeigt sich für diesen Lauf, dass positive SST-Anomalien auch eine höhere Anzahl an MSWs zur Folge haben. Das führt zu der Annahme, dass die Antwort der Stratosphäre auf die Veränderungen des Ozeans verspätet eintritt.

Untersuchung des Abkühlungseffektes von Grünflächen in urbanen Räumen / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Ines Langer

Philipp Ball

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek | 2015-08-18

Untersuchungen zur Breitband-AOD während Saharastaubereignissen in Deutschland / Gutachter: Prof. Dr. Jürgen Fischer, Dr. René Preusker

Enrico Malutzki

Institut für Meteorologie / Institut für Weltraumwissenschaften / Standort: Bibliothek CD 265 | 2015-07-19

Die optische Dicke ist ein Maß für die Trübung der Atmosphäre, durch die sich die Sonnenstrahlung als elektromagnetische Welle bewegt und sie ist somit ein wichtiger Parameter für den Strahlungstransfer. Staub und Cirruswolken haben hinsichtlich der Breitband-Aerosol-Optischen-Dicke (BAOD) ähnliche Eigenschaften, wenn sie ausschließlich durch Strahlungsmessinstrumente vom Boden aus betrachtet werden. Basierend auf Gueymards Ansatz (Gueymard (1998)) wurde nach einem Verfahren gesucht, um bodengestützte Breitbandmessungen für die Auswertung von Saharastaubeinflüssen auf die BAOD und den Linke’schen Trübungsfaktor in Deutschland zu nutzen. Mit der programmtechnischen Umsetzung (Gebauer (2009)) war es möglich die BAOD zu errechnen und zu interpretieren (Behrens et al. (2012)). In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe für Strahlungsprozesse des Meteorologischen Observatorium Lindenberg (MOL) wurden Daten des DWD genutzt um an diese Resultate anzuknüpfen. Es werden mögliche Unterschiede untersucht, Kriterien und empirische Schwellwerte festgelegt. Betrachtet werden hierbei recherchierte Saharastaubereignisse innerhalb Deutschlands und ein Clear-Sky-Tag, um eine qualitative Aussage über die Methodik treffen zu können. Zur Auswertung der Fallbeispiele werden drei Kriterien als Filter angewendet, um im Endeffekt ausschließlich die BAOD des Saharastaubs interpretieren zu können. Aus diesem Grund werden der Diffusstrahlungsanteil, als Quotient aus Diffustrahlung und Globalstrahlung, der Bedeckungsgrad der hohen Bewölkung und die Variabitität des zeitlichen Verlaufs der BAOD untersucht. Insgesamt wird dieses Verfahren auf zwei Fallbeispiele mit Saharastaub in Deutschland (02.04.2014, 04.07.2014) und ein Gegenbeispiel ohne Saharastaub (Clear Sky, 04.10.2014) angewendet. Mit einer Trajektorienrechnung des HYSPLIT Models wird das Quellgebiet der untersuchten Luftmasse erschlossen, um die Relevanz der Ergebnissen zu überprüfen.

Modellierung der Kupferdepositionen und Vergleich mit Messungen durch Depositionssammler und mit Moosmonitoring-Daten / Gutachter: Prof. Dr. Peter Builtjes, Prof. Dr. Jürgen Fischer

Olga Ehrlich / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-06

Hohe Konzentrationen von Schwermetallen verursachen gesundheitliche Schäden sowie Schäden an Ökosystemen. Sie werden vorwiegend durch anthropogene Vorgänge in die At-mosphäre emittiert. Durch die atmosphärische Deposition gelangen sie in andere Ökosysteme. Die atmosphärische Deposition kann mit unterschiedlichen Verfahren erfasst werden. In der vorliegenden Masterarbeit wird am Beispiel des Schwermetalls Kupfer die durch Modellie-rung mit dem Chemie-Transport-Modell LOTOS-EUROS (2009 – 2011) und die durch Mes-sung mit den Bulk- und Wet-Only-Sammlern (2009 – 2011 bzw. 2010 – 2011) sowie dem Moosmonitoring (2005) erfasste Deposition an ausgewählten Standorten in Deutschland untersucht. Die in das LOTOS-EUROS-Modell eingehenden Emissionsdaten werden vor dem Modellstart durch Faktoren verändert. Der Vergleich zwischen der modellierten und der mit Depositionssammlern gemessenen nas-sen Kupferdeposition zeigt sowohl Unter- als auch Überschätzungen, aber auch gute Über-einstimmungen. Die in vorherigen Untersuchungen festgestellte systematische Unterschät-zung der Kupferkonzentrations-Messungen durch die dort verwendeten Modelle um den Fak-tor drei kann somit nicht bestätigt werden. Der Grund dafür kann die Erhöhung der Kup-feremissionen in Deutschland um den Faktor 3.6 sein. Das Modell reproduziert die Messun-gen an der Messstation in Hohenpeißenberg besser als an den anderen vier ausgewählten Sta-tionen, was an der Verwendung eines Wet-Only-Sammlers liegen kann. In der Regressionsanalyse zwischen der modellierten Kupfer-Gesamtdeposition und dem Kupfergehalt in Moosen kann ein quantitativer Zusammenhang bestimmt werden. Wie zu erwarten zeigt die nasse Kupferdeposition eine hohe Korrelation mit dem Nieder-schlag, wobei hier die Korrelationen in den Gitterboxen, für die das Modell niedrigere Kup-ferkonzentrationen annimmt, geringer sind als in den Gitterboxen mit angenommenen hohen Kupferkonzentrationen. Bei der trockenen Kupferdeposition kann ein großer Einfluss durch die Temperatur und die atmosphärische Grenzschichthöhe bestimmt werden. Eine Abhängigkeit der gesamten Kupferdeposition vom Wind kann ebenfalls festgestellt werden.

Atmosphärische Korrektur der Marsatmosphäre für Messungen mit der High Resolution Stereo Camera (HRSC) / Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Jürgen Fischer, Univ.-Prof. Dr. Stephan van Gasselt, Betreuer: Dr. André Hollstein

Ralf Steikert / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-05-18

In dieser Arbeit wird eine Methode implementiert, die bei vorgegebener optischer Dicke eine Atmosphärenkorrektur der Marsatmosphäre durchführt. Dafür wurde von einer Atmosphäre ausgegangen, die nur aus Staub besteht. Diese Annahme war möglich, weil die optische Dicke des Gasanteils der Marsatmosphäre mindestens eine Größenordnung unter dem des immer vorhandenen Schwebstaubes liegt. Verwendet wurden Daten des Instrumentes High Resolution Stereo Camera (HRSC) auf der Sonde Mars Express, zur Verfügung gestellt von der Abteilung für Planetologie und Fernerkundung der Freien Universität Berlin. Die Korrektur erfolgte mit Hilfe des Strahlungstransfercodes MOMO des Instituts fürWeltraumwissenschaften der Freien Universität Berlin unter Zuhilfenahme eines Modells für Schwebstaub in der Marsatmosphäre, das vom Space Science Institute in Boulder, Colorado entwickelt wurde. Ein geplanter Vergleich der Korrektur mit der sogenannten Schattenmethode vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung konnte wegen nicht interpretierbarer Daten nicht durchgeführt werden. Der Vergleich der Korrektur mit HRSC-Originaldaten zeigte eine geringe, jedoch merkliche Kontrasterhöhung in den korrigierten Bildern.

Modelling of meteorology-air quality interactions in July 2006 / Gutachter: Prof. Dr. Builtjes, Prof. Dr. Jürgen Fischer

Klemens Schmidt / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-04

Die Luftqualität hat einen wichtigen Einfluss auf die Meteorologie. Heutzutage brauchen numerische Wettermodelle Aerosolkonzentrationen, um das Wetter vorherzusagen. Auch Klimamodelle nutzen diese Konzentrationen. Daher ist es wichtig, die Feedbacks von Feinstaub und seinen Komponenten auf die meteorologischen Variablen zu kennen. In dieser Studie wurden zwei Simulationen mit dem regionalen Modell RACMO2 für den Juli 2006 durchgeführt. Für den ersten Lauf wurde die klimatologische Aerosolkonzentration genutzt. Diese ist ein Bestandteil aus dem CMIP5 und wurde von dem CAM Modell erstellt. In dem anderen Lauf wurde RACMO2 mit dem regionalen chemischen Transportmodell LOTOSEUROS zweifach online gekoppelt. Die Analyse zeigt, dass LOTOS-EUROS im gesamten Europa eine geringere Aerosolkonzentration simuliert als in der Klimatologie. Durch die direkten und indirekten Aerosoleffekte nimmt die kurzwellige solare Strahlung in Zentral- und Westeuropa am Boden ab, da auch die Wolkenbedeckung zunimmt. Hier sinkt auch die 2m Temperatur. In Osteuropa ist es genau umgekehrt. Für das gesamte Modellgebiet wurde berechnet, dass bei einem PM10 Anstieg von 1 g/m³ die kurzwellige Strahlung um 0.7 W/m² und die Temperatur um 0.007 °C abnimmt.

Numerische Simulation und Verifikation mikroklimatischer Wechselwirkungen zur Detektierung abiotischer Lebensbedingungen für Zecken / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, PD Dr. Peter Névir

Ken Vollack / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek | 2015-03-25

Diese Arbeit widmet sich der interdisziplinären Fragestellung, ob es einen Zusammenhang zwischen dem Mikroklima und der Aktivität des Gemeinen Holzbock, Ixodes ricinus, gibt und wie dieser kleinskalig mit Hilfe von Mikroklima-Modellierung erfasst werden kann. Diese Fragestellung wurde auf verschiedenen raumzeitlichen Skalen untersucht, wofür über viereinhalb Jahre wöchentliche bzw. zweiwöchentliche Daten zur Zeckendichte und meteorologische Beobachtungsdaten des Standortes Berlin Botanischer Garten räumlich differenziert zur Verfügung standen. Um die Interaktion der Zecken in verschiedenen Vegetationsstrukturen zu untersuchen, wurde zur Simulation von kleinskaligen Unterschieden atmosphärischer Bedingungen inWechselwirkung mit komplexen Vegetationsarten das Mikroklima-Modell ENVI-met eingesetzt. Es zeigte sich, dass die mikroklimatischen Bedingungen der Vorwitterungszeit im Zeitraum November bis März in Form der relativen Luftfeuchtigkeit, der Erdbodentemperaturen und der Schneedecke einen bedeutenden Einfluss auf die Wirtssuchaktivität der Zeckennymphen im Frühjahr haben. Insbesondere die Schneedecke diente als Isolator zwischen Atmosphäre und Erdboden und hatte nicht nur einen Einfluss auf die Erdbodentemperaturen, sondern bat vermutlich auch Schutz für die Nymphen vor dem Austrocknen und vor Kälte und Frost. Im jährlichen Verlauf der Nymphenaktivität zeigte sich eine bimodale Struktur, für die mit Hilfe eines konzeptionellen Modells die Gipfel mit einem linearen Anstieg (Onset der Nymphenaktivität) und einem exponentiellen Abfall (Offset der Nymphenaktivität) beschrieben werden konnten. Der Onset war von März bis Anfang April, das Maximum im April und der Offset von April bis Anfang Mai zu finden. Die Untersuchung der räumlichen Verteilung wirtssuchender Zecken im Untersuchungsgebiet ergab, dass sich die Nymphenaktivität nordwestlich/südöstlich entlang einer Benjeshecke stark unterschied. Das Mikroklima-Modell ENVI-met wurde zur räumlichen Simulation der 0.10 m Lufttemperatur und 0.10 m spezifischen Luftfeuchtigkeit eingesetzt und mit meteorologischen Punktmessungen im Zeckenhabitat validiert. Das Modell simulierte generell kühlere und trockenere Bedingungen als gemessen. Es zeigten sich im Tagesverlauf entlang der Benjeshecke zwei atmosphärische Regime. In der ersten Tageshälfte bis 14 Uhr war es generell südöstlich der Benjeshecke wärmer und feuchter als nordwestlich, während in der zweiten Tageshälfte ab 14 Uhr annähernd keine Differenzen auftraten. Eine höhere Evapotranspiration und resultierende Taubildung könnte die höhere Aktivität der Nymphen südöstlich der Benjeshecke erklären. Zusammenfassend zeigt sich in dieser Arbeit, dass der Einfluss abiotischer Lebensbedingungen auf Zecken auf einer differenzierten raumzeitlichen Skala untersucht werden sollte.

Rekonstruktion von Temperatur- und Windinformationen aus Mode-S-Transponderdaten / Gutachter: Prof. Jürgen Fischer Dr. Thomas Ruhtz

Alexander Bütow

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-03-23

In der jüngeren Forschung wurde eine Möglichkeit gefunden, die für die Flugraum Überwachung anfallenden Transponderdaten zwischen Flugzeugen und Bodenstationen zur Rekonstruktion der Temperatur und des Windes in der Troposphäre und unteren Stratosphäre nutzen zu können. Im Gegensatz zu Radiosondenaufstiegen oder dem AMDAR-Programm fallen durch diese Methode keinerlei zusätzliche Kosten an. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird ein einfacher Empfänger am Institut für Meteorologie der Freien Universität Berlin installiert, der aus den ausgesendeten Transpondersignalen meteorologische Datensätze generiert. Diese werden anschließend anhand der TEMPDaten aus Lindenberg validiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit verdeutlichen, dass sich der Empfangsaufbau für diese Aufgabe eignet und die meteorologischen Parameter eingeschränkt mit den TEMP-Daten vergleichbar sind.

Auswertung der Stationsdaten El Gouna (Ägypten) zur Berechnung des Trübungsfaktors, in Bezug auf Solaranlagen / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Ines Langer

Axel Rothert

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-03-15

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Auswertung der Strahlungsdaten der meteorologischen Messstation El Gouna, in Ägypten. Dazu wird der Trübungsfaktor 𝑇 nach Linke ermittelt. Daraus werden Aussagen bezüglich der Effizienz und der potentiellen Verschmutzung von Solaranlagen ermöglicht. Aufgrund eines Messfehlers, bedürfen die Messwerte der Diffusstrahlung einer Nachkorrektur. Aus den korrigierten Daten ergibt sich eine Globalstrahlung von 2305,5 kWh/m², eine Diffusstrahlung von 461,6 kWh/m² und eine Direktstrahlung von 1843,9 kWh/m² pro Jahr. Die daraus ermittelte Direkt-Normalstrahlung beträgt 3128,8 kWh/m²a. Der mittlere Trübungsfaktor in dem ausgewerteten Zeitraum beträgt 7,03. Die ermittelten Einstrahlungswerte sind erwartungsgemäß hoch und decken sich mit einer Studie des DLR. Der sehr hohe Wert des Trübungsfaktors zeigt aber auch, dass ein noch größeres Potential durch den hohen Aerosolgehalt in den unteren Atmosphärenschichten verhindert wird. Ein linearer Zusammenhang des Trübungsfaktors mit der Windgeschwindigkeit oder der absoluten Feuchte konnte nicht nachgewiesen werden.

Untersuchung des Einflusses von ENSO auf die Variabilität in der winterlichen Stratosphäre der Nordhemisphäre / Gutachter: Prof. Dr. Ulrike Langematz; Dr. Anne Kubin, Betreuerinnen: Dr. Anne Kubin und Janna Abalichin

Raphael H. Köhler

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: Bibliothek | 2015-02-18

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit dem Einfluss von El Niño Southern Oscillation (EN-SO) auf die Variabilität in der winterlichen Stratosphäre der Nordhemisphäre. Hierfür werden zwei Modellsimulationen des gekoppelten Atmosphären-Ozean-Modells EMAC-O unter Bedingungen re-präsentativ für 1850 (REF 1850) und für 1960 (REF 1960) verwendet. Schwerpunkt dieser Arbeit stellt die Untersuchung des Einflusses von ENSO auf den winterlichen Polarwirbel sowie auf das Auftreten von großen mittwinterlichen Stratosphärenerwärmungen dar. Es wird gezeigt, dass warme ENSO Ereignisse einen warmen sowie abgeschwächten winterlichen Polarwirbel in der Stratosphä-re begünstigen. Der Einfluss kalter ENSO Ereignisse ist hingegen weniger deutlich: Es zeigen sich Verschiebungen und leichte Intensivierungen des Polarwirbels. In der Simulation REF 1850 ist kein eindeutiger Einfluss der ENSO Phasen auf das Auftreten plötzlicher Stratosphärenerwärmungen zu erkennen. In beiden Simulationen zeigen sich im Frühwinter außergewöhnlich viele Erwämungen in der neutralen Phase. In REF 1960 tragen sowohl ENSO warm als auch ENSO kalt zu einem ver-mehrten Auftreten von großen mittwinterlichen Stratosphärenerwärmungen bei.

Spatially high resolution trend analysis of TCWV over land surfaces using MERIS / Gutachter: Dr. René Preusker, Prof. Jürgen Fischer, PD Dr. Peter Névir

Nicole Doctor / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-02-10

A spatially high resolved total column water vapour (TCWV) dataset over land surfaces with uncertainty estimates for each pixel has been derived for the period January 2003 to March 2012 in frame of the ESA DUE GlobVapour project [Lindstrot et al., 2014]. It is based on near-infrared measurements of Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) onboard Environmental Satellite (ENVISAT). The dataset was already validated against radiosonde, ground-based microwave and GPS derived TCWV [Lindstrot et al., 2012]. Now, it is statistically analysed in order to identify trends within the previously mentioned time frame. Therefore, monthly composites on a rectangular longitude-latitude grid with a spatial resolution of 0.5 - 0.5 have been used in a multiple linear regression. Thereby, two different Ordinary Least-Square (OLS) models have been applied. One of them takes a possible lagged El-Nino Southern Oscillation (ENSO) influence into account while the other one disregards the link. Additionally, trend uncertainties have been estimated, whereby in presence of heteroskedasticity and/or autocorrelation the estimation is based on Newey-West standard errors. Subsequent hypothesis testing delivered spatially high resolved significant positive and negative regional trend patterns over land surfaces, such as an increase in water vapour for the east coast of Australia and a decrease for parts of Mexico. Finally, these patterns have been qualitatively compared to ERA-Interim Total Column Water Vapour (TCWV) trends, delivering similar and different regions of increasing and decreasing water vapour within the considered period and indicating a superior regional structure of the water vapour distribution within the MERIS TCWV data set.

Atmosphärische Gezeiten in der ERA-Interim Reanalyse / Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Maik Thomas Univ.-Prof. Dr. Ulrich Cubasch, Betreuer: Dr. Henryk Dobslaw

Lena Schon / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek (Als CD und Printvers.) | 2015-02-02

Diese Arbeit umfasst eine empirische Diskussion atmosphärischer Gezeiten in einer Kombination aus der Analyse des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersa-ge (EZMW) und der Kurzfristvorhersage des gleichen Zentrums. Die als ERA-interim Combination (EIC) bezeichnete Datengrundlage wird für den Zeitraum 1979 bis 2013 diskutiert, wobei die Darstellung charakteristischer Gezeitenmuster auf das Jahr 2004 beschränkt ist. Für die Separation der Gezeiten werden eine lokale und zonale harmonische Analyse verwendet, welche es ermöglichen, die tägliche, halbtägliche und dritteltägliche Gezeit zu betrachten. Die Aufspaltung in die Wellenzahlen wird bis s = ±6 durchge-führt. Aus den bodennahen Variablen wird deutlich, dass unterschiedliche Anregungsmecha-nismen existieren, welche zudem einer saisonalen Modulation unterliegen. Zu den Ge-zeitenamplituden können externe, sowie interne Prozesse gefunden werden, welche diese anregen. Die bodenfernen Variablen zeigen hauptsächlich eine Anregung durch Ozon-absorption in der oberen Stratosphäre. Dadurch wird die zusätzliche Diskussion eines Zusammenhangs mit der Quasi-zweijährigen Schwingung (QBO) möglich. Die Untersuchung des gesamten Zeitintervalls konnte Verbindungen der Gezeiten zu El Ni˜no- bzw. La Ni˜na-Phänomenen verdeutlichen. Ferner konnten bereits bekannte Schwächen in den ersten Jahren der EIC genauer betrachtet und auf gewisse Bereiche eingeschränkt werden.

Einfluss der zukünftigen Treibhausgaszunahme auf den Strahlungshaushalt der Stratosphäre / Gutachter: Dr. Sophie Oberländer, Prof Dr. Ulrike Langematz

Josephine Ernst

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-02

Seit Beginn der industriellen Revolution nehmen die anthropogenen Treibhausgase ständig zu. Insbesondere führen strahlungsrelevante Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid, Methan und Distickstoffmonoxid nicht nur zu einer Erwärmung der Troposphäre, sondern auch zu Veränderung im Strahlungshaushalt der Stratosphäre. Sowohl die Änderungen der Temperatur und der Strahlungserwärmungsraten wurden daher anhand von Modellergebnissen der Simulationsläufe REF und SEN des gekoppelten Klima -Chemie -Modells EMAC herausgearbeitet. Die Erhöhung der Treibhausgaskonzentration ergibt eine Abkühlung der Stratosphäre von -8 K, welche in der Stratopause maximal ist. Auch die Strahlungserwärmungsraten ändern sich bei einer Zunahme der Treibhausgase. Dabei sind die Änderung der kurzwelligen Erwärmungsrate mit 0,7 K/Tag und auch die langwellige Erwärmungsrate mit -0,7 K/Tag maximal an der Stratopause. Diese Ergebnisse wurden mit Hilfe der Differenz der Simulationen SEN -REF berechnet. Des Weiteren erfolgte anhand der Simulationsläufe RAD_ C02 und RAD_ CH4 eine Abschätzung des Radiative Forcing und der strahlungsbedingten Temperaturänderungen. Errechnet aus dem jeweiligen Modell ergibt das Radiative Forcing für die Kohlenstoffdioxidänderung einen Weit von 3,72 W/m2 und das Radiative Forcing für eine Methanänderung einen Weit von 0,0766 W/m2 Die strahlungsbedingte Temperaturändernng ist für die Kohlenstoffdioxidänderung mit maximal -10 K in der Stratopause höher als die reale Temperaturänderung und die strahlungsbedingte Temperaturänderung.

Development and Application of a Distribution-Independent Storm Severity Index (DISSI) / Gutachter: Prof. Dr.Uwe Ulbrich, PD Dr. Gregor C. Leckebusch

Michael Walz / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-01-29

Stürme stellen eine der größten Naturgefahren auf der Erde dar. Jedes Jahr werden dadurch enorme sozioökonomische Schäden verursacht. Diese Schäden, beziehungsweise genauso die Stärke eines Sturmes, hängen nicht allein von der absolut aufgetretenen Windgeschwindigkeit ab. Insbesondere die Dauer und die Fläche eines Sturmes beeinflussen die tatsächlichen Auswirkungen des Sturmes auf die Infrastruktur. Der Storm Severity Index (SSI), entwickelt von Leckebusch et al. (2008), stellt eine wichtige Quantifizierung der Stärke eine Sturmes dar, da dieser sowohl die gesamte Lebens-zeit, als auch die gesamte von einem Sturm betroffene Fläche in Betracht zieht. Diese Studie zeigt jedoch, dass der SSI abhängig von der Region ist, in der dieser bestimmt wird. Genauer gesagt ist der SSI abhängig vom Schwanz der Windgeschwindigkeitsverteilung eines Ortes. Diese Tatsache führt zu einer systematischen Überschätzung des SSIs in Regionen mit wenig Sturmaktivität, also außerhalb der Hauptzugbahnen von Stürmen. Eine Folge hieraus ist eine Breitengradabhängigkeit des SSI. Das Ziel dieser Studie ist die Entwicklung eines Index, der unabhängig von der lokalen Windgeschwindigkeitsverteilung ist. Das bedeutet, gleich extremen Windgeschwindigkeiten, beispielsweise Geschwindigkeiten entsprechend dem 99. Perzentil, werden identische Schweregrade zugeordnet. Aufgrund der Unabhängigkeit des Index von der lokalen Windgeschwindigkeitsverteilung wird dieser Distribution-Independent Storm Severity Index (DISSI) genannt. Der DISSI wird mit Hilfe der Extremwertstatistik (EVT) entwickelt. Windgeschwindigkeitsüberschreitungen einer hohen Schwelle (z.B. 98. Perzentil) werden mit einer Generalisierten Pareto Verteilung (GPD) modelliert. Die modellierten Exzesse werden anschließend mittels einer equiprobability transformation in eine Exponentialverteilung überführt. Die Überschätzung der Schwere eines Sturmes in sturmarmen Regionen kann durch den DISSI vermieden werden: Jedem Perzentil der Verteilung wird derselbe Index zugeordnet. Folglich kann mit dem DISSI der Schweregrad von Stürmen, besonders derer die in unterschiedlichen Breiten auftreten, besser verglichen wer-den. Das zeigt sich beim Vergleich der beiden Indizes in Fallstudien, im Zusammenhang mit Sturmschäden und bei der Benutzung eines Windtracking Verfahrens.

Validierung der Niederschlagsanalyse von COSMO-DE anhand der Messdaten im Berliner Stadtgebiet / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Ines Langer

Christian Passow

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-01-29

Niederschlag zählt zu den wichtigsten und am schwersten vorherzusagenden Naturerscheinungen. Als Bestandteil des hydrologischen Kreislaufs ist er für Umwelt und Gesellschaft von herausragender Bedeutung. Tritt er jedoch in seinen extremsten Formen auf bringt er oftmals Menschen an den Rand des wirtschaftlichen Ruins, überflutet ganze Landstriche und ist lebensgef¨ahrlich. Das regional Modell COSMO-DE vom Deutschen Wetterdienst (DWD) hat die kurzfristige Vorhersage solcher gefährlicher Wetterereignisse zum Ziel, die im Zusammenhang mit hochreichender Konvektion stehen, und ist durch seine hohe Auflösung (2,8 km x 2,8 km auf 50 Modellschichten) in der Lage hochreichende Konvektion direkt zu simulieren. Trotz seiner hohen Auflösung zeigten verschie-dene Verifikationen des DWDs schwächen in der Niederschlagsvorhersage von COSMO-DE auf. Das liegt zum einem an stark nicht linearen Verhalten des Niederschlags als auch an der mangelhaften Beschreibung des Anfangszustand, sprich den Analysen. In dieser Arbeit werden deshalb die Niederschlagsanlysen des COSMO-DE, mit verst¨arkten Blick auf Extremereignisse, validiert. Anhand der Messdaten im Berliner Stadtgebiet von 2007 konnte so ein Einblick auf die generelle Güte von COSMO-DE, sowie gesonderte in die Bereich Extremereignisse und Leichtem Niederschlag, gewährt werden. Es zeigte sich, dass COSMO-DE eine i. d. R. zu starke Einschätzung des Niederschlags vornimmt, vor allem zu den Hauptterminen. Auch Abweichungen in der räumlichen Ver-teilung konnten beobachtet werden. Die Validierung ergab jedoch auch, dass COSMO-DE Niederschlagsereignisse gut erkennt und ein generell positiver Zusammenhang zwischen Modell und Beobachtung besteht.

Analyse des Zusammenhangs zwischen der Nordatlantischen Oszillation (NAO) und dem Pazifik-Nordarmerika-Telekonnektionsmuster (PNA) / Gutachter: Dr. Henning Rust, Prof. Dr. Uwe Ulbrich

Franz Landrock

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2015-01-27

Die Nordatlantische Oszillation (NAO) und das Pazifik-Nordamerika Telekonnektionsmuster (PNA) sind zwei wichtige Muster im Luftdrucksystem der nördlichen Hemisphäre. Beide haben in ihrem Wirkungsgebiet entscheidenden Einfluss auf die Klimavariabilität. Während das Muster der NAO mit dem Azorenhoch und dem Islandtief ein bipolares System ist, wird die PNA durch ein Tiefdruckgebiet über den Aleuten, einem Hochdruckgebiet über dem nördlichen Teil der Rocky Mountains und einem Tief über dem südöstlichen Teil der USA durch drei Aktionszentren beschrieben. Die NAO spielt besonders für die Verlagerung des Westwinddriftes über dem Nordatlantik und Europa eine entscheidende Rolle. Die NAO ist über das ganze Jahr präsent, jedoch ist sie in den Wintermonaten besonders stark ausgeprägt und trägt in dieser Zeit auch den größten Anteil an der europäischen Klimavariabilität. Ein Verständnis der Antriebsprozesse der NAO sollte also ein wichtiger Teil der europäischen Klimaforschung sein. Die Lage und Verwirbelung des Polarjets, ein zonaler westlicher Grundstrom, bestimmt das Klima der mittleren Breiten auf der Nordhemisphäre. Dieser Grundstrom ist Teil der globalen atmosphärischen Zirkulation, die durch den Temperaturgradienten zwischen Äquator und Pol angetrieben wird. Der Temperaturausgleich zwischen diesen Gebieten vollzieht sich nach Etling (2008) einerseits durch eine meridional ausgerichtete thermische Zirkulation (Hadley-Zirkulation) und andererseits durch großräumige Wirbel (Zyklonen und Antizyklonen). Aufgrund eines zu großen Temperaturgradienten und einer daraus resultierenden überkritischer Baroklinität kollabiert die Hadley-Zirkulation in den mittleren Breiten. Der Temperaturausgleich in diesen Breiten erfolgt durch, aufgrund barokliner Instabilität entstandener, Wirbel im zonalen Grundstrom. Dieser Prozess folgt dem Lorentz'scher Energiezyklus und basiert auf der Umwandlung der verfügbarer potentiellen Energie des Grundstroms in die kinetische Energie der Wellen beziehungsweise die kinetische Energie der Stürme (Lorenz, 1955). Diese Wellen und die an ihnen angelagerten Druckgebiete charakterisieren sowohl NAO als auch PNA. Da der Polarjet die gesamte Erde umspannt und von West nach Ost verläuft, ist eine Verbindung zwischen der über dem Nordpazifik und Nordamerika gelegenen PNA und der östlich davon über dem Nordatlantik gelegenen NAO zu vermuten. Umso besser diese Verbindung verstanden werden kann, umso mehr kann sich auch die Vorhersagbarkeit der NAO verbessern. Die Art und die Ausprägung der Korrelation zwischen NAO und PNA zu verstehen, sollte ein Ziel der weltweiten Klimaforschung sein. In dieser Bachelorarbeit soll die Korrelation möglichst genau untersucht und beschrieben werden, was ein erster Schritt zum allgemeinen Verständnis der Mechanismen ist, die hinter diesem Zusammenhang stehen.

Wolkendetektion in Gegenwart von Staub über marinen Gebieten mit MERIS und AATSR / Gutachter: Prof. Dr. Jürgen Fischer, Dr. André Hollstein

Franziska Drathschmidt

Institut für Meteorologie / Inst. für Weltraumwissenschaften / Standort: Bibliothek | 2014-12-15

Windrichtungsabhängigkeit von Sturmschäden / Gutachter: Prof. Dr. Uwe Ulbrich, Dr. Kathrin Nissen

Jan Riad El Kassar

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2014-12-15

Sensitivity studies and evaluation of the Volatility Basis-Set Approach within the LOTOS – EUROS Model in Europe 2011 / Gutachter: Prof. Dr. Peter J. H. Builtjes PD Dr. Peter Névir / Supervisor: Dr. Astrid M. M. Manders

Anne Sophie Walter / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2014-12

In this study the "volatility basis set" (VBS) approach which has been implemented in the Dutch LOTOS-EUROS model is evaluated. For this purpose the concentrations of organic and elemental carbon (OC and EC) are used for twelve different stations in Germany and the Netherlands. These differ both in their situation and in their classification and therefore provide a good overview of the quality of the model results. The LOTOS-EUROS model is a regional operational 3d chemistry transport model with a res-olution of 0.5° x 0.25° covering the whole of Europe. The herein implemented VBS approach takes into account the volatility of the aerosols and makes it possible for them to change their state of aggregation between the gas phase and the aerosol phase. This was not possible with the previous modeling method. The aim of this study is thus to evaluate the VBS approach used in the LOTOS-EUROS model, to identify problems and evaluate solutions. For this purpose seven sensitivity studies are carried out to. The results show that using the VBS approach leads to higher modelled OC concentrations, which lead to an overestimation of the measured values in summer and in an underestimation in winter. However, the time series for the OC concentrations of the VBS approach show higher variability than the time series without this approach. So the VBS approach should be improved before it can be used, thus an attempt is made to develop improvements using sensitivity studies. Advancements can be achieved by using a combi-nation of four of these improvements. Here, the most successful sensitivity changed are summarized in one final model run. The results show improvements of the model results compared to a model run without VBS approach and a model run with the unchanged VBS approach. The use of the changed VBS approach gives an increase of the correlations for the OC concentrations in Melpitz from 0.0001, for the run with unchanged VBS approach, to 0.0010, for the final run. So the correlations are now 10 times higher than for the default run. The very low correlations can also be found for the other German stations. For the four used Dutch stations higher correlations are determined. The correlation for the final run (0.3615) almost doubled with respect to the default run of (0.1735). Again, these are not high correlations, but they are significantly higher than for all German stations. Therefore, it should be verified in further studies whether the Dutch LOTOS-EUROS model has problems with the modeling of OC and EC concentrations over Germany. The conclusion is that using the VBS approach with the modifications proposed here leads to improved results in comparison to runs without the VBS approach. As with these changes there are lower OC concentrations modeled in summer and higher concentrations in winter which agrees better with the measurements.

Zusammenhang zwischen synoptischen Situationen und chemischer Zusammensetzung von PM10 in Berlin / Gutachter:

Ulrich Küster

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek | 2014-08

Evaluierung des Modells COSMO-CLM mit der Double-Canyon Effects Parametrization für die Berliner Temperaturwerte / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Klaus Müller

Barbara Szénási

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek | 2014-06-25

http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/Stadt ...

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Evaluierung des COSMO-CLM-Modells mit der Double-Canyon Effects Parametrization (DCEP) [Schubert, 2013] anhand 2m-Temperaturwerte in Berlin. Bei der Evaluierung wurden simulierte Temperaturwerte mit gemessenen Werten von 22 festen Berliner Messstationen und 31 studentischer Messungen der Messkampagne im Rahmen des Projektes MILIEU der Freien Universität Berlin (FU) verglichen. Es wurden Temperatursimulationen und Temperaturmessungen vom 02. Juni 2012, 18. August 2012 und 01. September 2012 u.a. mit Hilfe von kontinuierlichen Verifikationsmethoden analysiert. Darüber hinaus wurden die Temperaturtagesgänge sowie –streuungen ausgewertet, und die Vorhersagegenauigkeit bezüglich des Niederschlages und des Wolkenbedeckungsgrades untersucht. Die Simulationen mit dem COSMO-CLM mit DCEP und ohne DCEP wurden miteinander verglichen. Die Ergebnisse der Evaluierung zeigen, dass die Temperaturwerte mit DCEP am 02. Juni 2012 unterschätzt, am 18. August 2012 und am 01. September 2012 überschätzt werden. Überschätzt das COSMO-CLM ohne DCEP die Temperaturen, werden diese mit DCEP durch den modifizierten Strahlungsaustausch noch höher simuliert, woraus sich größere Fehler ergeben. Simuliert das Modell ohne DCEP die Temperaturen zu niedrig, so wird die Temperatursimulation von DCEP korrigiert. Im Gegensatz zum COSMO-CLM ohne DCEP ist das Modell mit DCEP in der Lage eine städtische Wärmeinsel und eine unterschiedliche Temperaturverteilung in den verschiedenen Stadtgebieten Berlins zu simulieren.

Klassifikation von Schnee und Eis anhand fernerkundeter Emissivität / Gutachter: Prof. Dr. Jürgen Fischer, PD Dr. Peter Névir

Therese Keck / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Inst. für Weltraumwissenschaften / Standort: Bibliothek | 2014-04

https://userpage.fu-berlin.de/geoiss/res ...

Es wird ein Ansatz zur Klassifizierung schneebedeckter Oberflächen anhand von fernerkundeter Emissivit¨at vorgeschlagen. Eine flächendeckende und zeitlich hochaufösende Schneetypisierung kann helfen die klimasensitive Kryosphäre und den Einfluss auf den Klimawandel besser zu verstehen. Der Vorteil der Variable Emissivit¨at besteht in der Abhängigkeit von Wellenlänge, Beobachtungswinkel und der Materialspezifität. Es werden Satellitendaten von AATSR, MERIS und MODIS fur ausgewählte geographische Szenen verwendet. Mit dem Strahlungstransportmodell RTTOV wird ein forward model der brightness temperature am oberen Rand der Atmosphäre abhängig von Wellenlänge, Beobachtungswinkel und Bodentemperatur berechnet. Die Verwendung des Wasserdampfgehalts von MERIS ermöglicht die Nutzung des Informationsgehalts der AATSR-Kanäle 11 µm und 12 µm. Die Ermittlung von vier Bodentemperaturen pro Pixel, welche sich durch den Beobachtungswinkel (nadir und forward view) und die Wellenl¨ange der beide nKan¨alen unterscheiden, erfolgt durch die Optimierung der Simulation mit Interpolation und Newton-Verfahren. Fur Schnee ¨ und Eis betr¨agt die Emissivit¨at in der 11 µm/nadir-Einstellung ε = 0.99 (Hori et al., 2007). Die Temperaturen werden mit der 11 µm/nadir-Bodentemperatur in Beziehung gesetzt, wodurch man pro Pixel drei Emissivit¨aten erh¨alt: 11 µm/forward, 12 µm/nadir und 12 µm/forward. Die Klasseneinteilung basiert auf Arbeiten von Hori et al. (2006, 2007, 2013). Fur 12 ¨ µm ergeben sich meist die Klassen fein und above, während für 11 ¨ µm im forward view keine eindeutige Unterscheidung zwischen mittel, grob und suncrust getroffen werden kann, da diese Einstellung zur Erkennung von feinem Schnee nicht sensitiv ist. Wird in der 12 µm-Einstellungen mittlerer oder grober Schnee klassifiziert, stimmt auch die 11 µm/forward-Einteilung uberein. An den Küsten und in der Nähe von Wolken kann die Klasse nasser Schnee festgestellt werden. Mit evaluierenden Verfeinerungen kann diese Klassifikation eine schnelle Methode zur Beschreibung und Variabilität von Schneeoberflächen bereit stellen.

Temperaturtrends in der mittleren Atmosphäre / Gutachter:Prof Dr. Ulrike Langematz, Prof. Dr. Franz - Josef Lübken

Francie Schmidt / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2014-03-25

Windanalyse der Kieler Bucht

Jan-Jasper Wagner

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: ??? | 2014-03

Untersuchung des Zusammenhanges von Ereignissen Erhöhter Stratopausen und Stratosphärenerwärmung

Tony Müller

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: ??? | 2014-02

Verifikation eines objektiven Verfahrens zur Identifikation von tropischen Zyklonen / Gutachter: PD Dr. Peter Névir, Univ.-Prof. Dr. Uwe Ulbrich ; Betreuer: Dipl. Met. Lisa Schielicke

Thomas Klötzke / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / Standort: ??? | 2014

Fulltext (PDF)

In dieser Arbeit erfolgt eine Anwendung und Verifikation eines neuen Detektionsschemas für tropische Zyklonen auf ein numerisches Wettervorhersagemodell. Der Detektor basiert auf dem Okubo-Weiss-Zeta-Parameter (OWZ-Parameter), welcher die Gebiete verstärkter Vorticity und minimaler Deformation identifiziert, in denen tropische Zyklonen entstehen. Der OWZ-Parameter beinhaltet auÿerdem Grenzwerte der Feuchte sowie der vertikalen Windscherung und identi ziert günstige dynamische und thermodynamische Umgebungsbedingungen für die tropische Zyklogenese auf Skalen von mehreren hundert Kilometern. Der Detektor wurde zunächst in ERA-Interim Reanalysedaten entwickelt und nachfolgend auf CMIP3 und CMIP5 Klimamodelle angewendet. Die Methode unterscheidet sich von anderen Herangehensweisen dahingehend, dass die unmittelbare Umgebung für die tropische Zyklogenese detektiert wird anstatt tropische Zyklonen direkt zu identifizieren, was sich in grob aufgelösten Modelldaten als problematisch erwiesen hat. Eine tropische Zyklone wird deklariert, wenn sich die dynamischen sowie thermodynamischen Umge- bungsbedingungen über einen Zeitraum von 48 Stunden als günstig erweisen. Die Güte des OWZ-Parameters wird zum ersten Mal in dem höher aufgelösten, globalen, numerischen Wettervorhersagemodell ACCESS-G des Bureau of Meteorology über eine Zeitperiode von 12 Monaten evaluiert und verbessert. Aus 260 verschiedenen Parameter- kombinationen erfolgt die Bestimmung der optimalen Grenzwertkonfiguration. Die neu angepassten Grenzwerte werden in eine nachfolgende Vorhersagediagnostik des Bureau of Meteorology eingearbeitet und zusätzlich für weitere Klimamodellstudien zur Untersuchung der Sensitivität der zukünftigen Häufigkeit von tropischen Zyklonen verwendet. Die Güte der Grenzwertzusammenstellung wird dabei anhand von Veri kationskennzahlen bewertet. Von 90 global beobachteten tropischen Zyklonen im International Best Track Archive for Climate Stewardship (IBTrACS) Datensatz führt die geeignetste Grenzwert-konfiguration zu 90% erfolgreicher Detektionen mit 10% misses und 7,8% false alarms. Das Ergebnis in den einzelnen Erdregionen variiert im Einzelfall merklich, was auf verschiedene großskalige Zirkulationsmuster zurückzuführen ist.

Validierung des mesoskaligen Transport-und Strömungsmodells 'METRAS' für Berlin anhand der Messkampagne der Freien Universität Berlin vom Sommerhalbjahr 2012 / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Kerstin Schäfer / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Online | 2013-12

http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/Stadt ...

Die Weltbevölkerung und insbesondere die Bevölkerung in Städten wird in den nächsten Jahrzehnten weiter zunehmen. Zusätzlich verändern sich die Lebensbedingungen durch den Klimawandel. Da Städte ihr eigenes spezielles Klima haben, ist es sinnvoll, den Einfluss des Klimawandels auf die Städte zu untersuchen. Dazu wurden bereits verschiedene Modelle entwickelt und diese Modelle wurden mit gemessenen Daten zu validiert. In dieser Arbeit wird das mesoskalige Transport- und Strömungsmodell METRAS von der Universität Hamburg für Berlin untersucht. Hierzu werden die Daten verwendet, die im Rahmen von MILIEU - Centre for Urban Earth System Studies gemessen wurden. Im Jahr 2012 wurden sechs Messkampagnen gestartet, bei denen die Temperatur und die relative Feuchte in 2m Höhe und in 5cm Höhe von Studenten aufgezeichnet wurden. Außerdem wurden die Daten von festen Messstationen in Berlin verwendet. Sie wurden vom Deutschen Wetterdienst, der Firma Meteomedia, der Hochschule für Technik und Wirtschaft, der Technischen Universität Berlin und der Freien Universität Berlin zur Verfügung gestellt. Bei der Auswertung der Messkampagne hat sich ergeben, dass die Temperaturmesswerte der Messkampagne überwiegend höher als an den festen Messstationen waren. Dies hängt mit den Messgeräten und damit, dass die Messwerte der Messkampagne überwiegend über Asphalt gemessen wurden, zusammen. Außerdem konnte am Beispiel Flughafen Tempelhof gezeigt werden, dass der Temperaturunterschied zwischen 2m und 12m gering ist. Jedoch fällt auf, dass die Temperatur in 12m ausgeglichener als in 2m ist. Dieser Aspekt ist für die Analyse wichtig, da vom Modell METRAS nur 10m und Oberflächen-Temperaturen zur Verfügung stehen. Bei der Auswertung der Modelldaten fällt auf, dass im Modell stets mehr Niederschlag simuliert als gemessen wurde. Dies hängt mit unterschiedlichen Faktoren zusammen; zum einen damit, dass im Modell immer Bodenfeuchte angenommen wird, zum anderen mit dem verwendeten Niederschlagsschema. Außerdem zeigt sich beim Vergleich der METRAS-Daten mit den MODISSatellitendaten, dass im Tagesmittel die Oberflächentemperaturen mit 12% mittlerer prozentualer absoluter Fehler gut wiedergegeben werden.

Dendroklimatologie der Eiche in Nord-Polen / Gutachter: Prof. Dr. Cubasch

Anne Bieber / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: Raum 187, Prof. Dr. Cubasch | 2013-11

Analysis of radiance co-registration methods for multi-angular BBR in the framework of the EartCARE mission

Florian Tornow / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: ??? | 2013-11

European drought reconstruction of the past 400 years: An isotope-climate network approach / Gutachter: Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Mandy Freund / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: Raum 187, Prof. Dr. Cubasch | 2013-10

Biosynoptische Auswertung der Zyklogenese - Fallstudie: Hauptschlagader / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi , Dr. Ines Langer

Michael Wolter / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek | 2013-09-23

http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/Stadt ...

In dieser Bachelorarbeit wird der Einfluss des Wetters auf Aortendissektionen im Berliner Stadtgebiet untersucht. Dazu wurden die Daten des Deutschen Herzzentrum Berlin der Jahre 1986 bis 2012 mit einem Patientenkollektiv von 899 Fällen bezüglich des Tölzer Wetterschemas ausgewertet. Das Königstein/Tölzer Schema unterteilt eine Idealzyklone in 10 Phasen, welche sich untereinander in ihren Wetterparametern und -phänomenen unterscheiden. Die Auswertung dieser Idealzyklone erfolgte objektiv anhand der 13 Uhr Bodenwetterkarte der Berliner Wetterkarte. Die 13 Uhr Wetterkarte wurde verwendet, da nur einmal am Tag diese Karte gezeichnet wird. Mithilfe dieser definierten Wetterphasen nach dem Königstein/Tölzer Schema ergibt sich, dass für den Berliner Raum über die untersuchten 26 Jahre ein statistischer Zusammenhang zum Wetter besteht. In der Summe stellt das Tiefdruckgebiet den größeren Anteil an erhöhter Biotropie. Die Auswertung der prozentualen Verteilung der Krankheitsfälle zum prozentualen Auftreten der Wetterphasen erfolgt Jahresweise und saisonal. In der Jahresbetrachtung findet sich eine erhöhte Biotropie direkt hinter dem Hochdruckzentrum, sowie im Bereich des Tiefdruckzentrums nach der Warmfront und vor der Kaltfront. Verminderte Biotropie ist dagegen in den Bereichen zwischen den Druckzentren zu finden. Der Frühling, der Herbst und der Winter variieren unterschiedlich bezüglich der Wetterphasen, zu erkennen ist aber nach wie vor ein typischer 2 Phasenverlauf, mit jeweils einem Maximum im Hochdruckgebiet und einem im Tiefdruckgebiet. Im Sommer zeigt nur in der Phase des unmittelbaren Tiefdruckzentrums einen Zusammenhang mit Aortendissektionsfällen. Die stärksten Wetterphasendifferenzen zwischen erhöhter und verminderter Biotropie finden im Herbst zwischen dem Aufgleitprozess der nahenden Warmfront und dem Okklusionsdurchgang statt. Ein erhöhtes Aufkommen an Aortendissektionen wurde demnach in den kalten und wechselhaften Jahreszeiten vor allem im Herbst, aber auch im Winter und Frühling, im Bereich der Druckzentren, festgestellt.

Frontale Stabilität über dem Südindischen Ozean / Gutachter: PD Dr. Peter Névir, Dr. Maxi Böttcher

Norman Steinert

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2013-09-12

Anwendung eines erweiterten Staubemissionsschemas für mineralischen Staub im regionalen Klmamodell COSMO-ART und Vergleich mit Beobachtungen in Mecklenburg-Vorpommern / Gutachter: Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Konrad Deetz / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: Raum 187, Prof. Dr. Cubasch | 2013-09

Analyse der aerosolverteilung im arktischen Frühling auf Grundlage optischer Messverfahren

Jana Handschuh

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: ??? | 2013-08

Validierung von ENVI-met für die Lagunenstadt El Gouna, Ägypten / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Ines Langer

Doreen Gründer

Institut für Meteorologie / AG Stadtklima / Standort: Bibliothek | 2013-06-19

http://www.geo.fu-berlin.de/met/ag/Stadt ...

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Validierung des mikroskaligen Prognosemodells ENVImet für die Lagunenstadt El Gouna, Ägypten. ENVI-met wurde bereits in verschiedenen Arbeiten für den europäischen Raum validiert. Mit dieser Arbeit soll ENVI-met nun auch für den außereuropäischen, insbesondere den afrikanische Raum validiert werden. Im Zeitraum vom 18.02.2013 bis zum 08.03.2013 erfolgte im Zusammenhang mit dem Transformationsprogramm Ägypten, Tunesien, welches durch den Deutschen Akademischen Austauschdienst finanziert wird, eine Messkampagne in El Gouna. Während der Messkampagne in El Gouna wurden zu den meteorologsichen Parametern Lufttemperatur und relative Feuchte in 5cm und 2m Höhe über Grund erstellt, welche als Grundlage für die Simulationen und die Validierung dienen. Das Programm ENVImet wird in dieser Arbeit auf die meteorologischen Parameter Temperatur und relative Feuchte untersucht. Das Modellgebiet umfasst die Stadt El Gouna (Afrika) mit den Gebieten DownTown, Lagune, Technische Universität Berlin, Nubian Villas, Sheraton Miramor Resort, Three Corners Resort und Sultan Bay. Es wurden zwei 24-Stuinden- Simulationen (21.02.2013 – 05:30 UTC bis 22.02.2013 – 05:30 UTC, 01.03.2013 – 08:00 UTC bis 02.03.2013 – 08:00 UTC) durchgeführt. Das Ergebnis der Arbeit zeigt, dass ENVI-met für die Verteilung der Temperatur auch in außereuropäischen Regionen qualitativ gute Werte liefert. Für die Verteilung der relativen Feuchte kann ENVI-met allerdings nicht direkt ohne Anpassung (insbesondere im Feuchteprofil) auf außereuropäische Regionen angewendet werden.

Bedeutung von Zyklonen bei Winterhochwassern im Elbgebiet / Gutachter: Prof. Dr. Uwe Ulbrich, Dr. Katrin Nissen

Valetta Ludwig

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2013-03-22

Untersuchung des Unterschiedes der PM2,5 - Konzentration zwischen urbanen und ländlichen Gebieten / Gutachter: Prof Dr. Peter Builtjes, Dr. Andreas Kerschbaumer

Jördis Jäkel

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2013-03-13

Diese Arbeit befasst sich mit den PM2.5-Konzentrationsunterschied zwischen Stadt- und Landregion in den Gebieten Berlin und Ruhrgebiet. Zusätzlich wird überprüft, ob das Modell LOTOS-EUROS den Konzentrationsunterschied wiedergeben kann.

Thema: Berlin, Ruhrgebiet, Feinstaub

Ausbreitung des Signals von Stratosphärenerwärmung in die Troposphäre für unterschiedliche Klimazeiträume / Gutachter: Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Sarah Drefenstedt / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2013-02

Niederschlag über Südafrika im Modell MPI-ESM-MR / Gutachter: Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Stella Babian / Masterarbeit, Stella Babian / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: Raum 187, Prof. Dr. Cubasch | 2013-01

Auswirkungen verschiedener Auflösungen von ECHAM6 auf die Simulation des indischen Sommermonsuns

Franziska Mentzel

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: Bibliothek | 2013-01

Zusammenhang zwischen stratosphärischer Zirkulation, Wellenausbreitung und Stratosphärenerwärmungen im EMAC-Klimachemiemodell / Gutachter:

Tobias Mahnkopf / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2013

Die Auswirkungen einer starken Reduktion des arktischen Meereises auf die Troposphäre und die Stratosphäre / Gutachter:

F. Bussenius

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2013

Modeling crop yield reduction due to ozone with LOTOS-EUROS / Gutachter: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Prof Dr. Peter Builtjes, Dr. Roy Kruit (TNO Utrecht)

Sven Wilhelm / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: Bibliothek | 2013

Dynamische Variabilität in der südlichen polaren Stratosphäre unter verschiedenen Randbedingungen / Gutachter:

A. Schmitz

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2013

The ocean-atmosphere coupling of the South Asian Summer Monsoon during the last Millennium / Gutachter: Prof. Dr. Ulrich Cubasch, PD Dr. habil. Sushma Prasad, Advisor: Dr. Stefan Polanski

Franziska Hanf / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: Bibliothek | 2012-05

Validation of High-Resolution Regional Climate Model CCLM for the East African Rift System and the Impact of Orography Change on Regional Climate / Gutachter:

Anja Sommerfeld / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: ??? | 2012-05

Die zukünftige Entwicklung des Klimas in Indien und insbesondere des Sommermonsuns

Sandy Langenhan

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: ??? | 2012-04

Untersuchung des Einflusses der QBO auf die Variabilität in der winterlichen Stratosphäre der Nordhemisphäre / Gutachter:

Franziska Schmidt

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2012

Characteristics and mechanisms of elevated stratopause events in simulations with the chemistry climate model EMAC / Gutachter:

Janice Scheffler / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2012

Climate Simulation of the Last Glacial Maimum

Markus Thürkow / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: ??? | 2011-10

Untersuchung zur Vorhersagbarkeit auf saisonaler bis interannualer Zeitskala in der Arktis / Gutachter: Prof. Dr. Ulrich Cubasch

Catrin Gellhorn / Masterarbeit

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: Raum 187, Prof. Dr. Cubasch | 2011-09

Der Einfluss der Stratosphärenerwärmung im Januar 2009 auf die Tageslänge / Gutachter:

Sophia Walther

Institut für Meteorologie / Standort: ??? | 2011

Die dynamische Kopplung zwischen Stratosphäre und Troposphäre im EMAC-FUB-Klimamodell / Gutachter:

Stefan Metzner

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2011

Trends und Variabilität des tropischen Wasserdampfgehalts in der Stratosphäre / Gutachter:

Stefanie Arndt

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2011

Auswirkung der Veränderung des stratosphärischen Polarwirbels auf das antarktische Klima / Gutachter:

L. Eltz

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2011

Entwicklung der stratosphärischen Temperatur unter verschiedenen Treibhausgas-Szenarien im 21. Jahrhundert / Gutachter:

Erik Romanowsky

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2011

Vergleichende Untersuchung von Winterstürmen im EZMW-EPS und Reanalysen / Gutachter:

Berit Crasemann

Institut für Meteorologie / Standort: ??? | 2011

Validierung eines Verfahrens zur Bestimmung der Höhe von Mehrschichtbewölkung mit MERIS und AATSR / Gutachter: Dr. Rasmus Lindstrot, Prof. Jürgen Fischer

Philipp Köhler

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2010-09-16

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit dem Einfluss von El Niño Southern Oscillation (EN-SO) auf die Variabilität in der winterlichen Stratosphäre der Nordhemisphäre. Hierfür werden zwei Modellsimulationen des gekoppelten Atmosphären-Ozean-Modells EMAC-O unter Bedingungen re-präsentativ für 1850 (REF 1850) und für 1960 (REF 1960) verwendet. Schwerpunkt dieser Arbeit stellt die Untersuchung des Einflusses von ENSO auf den winterlichen Polarwirbel sowie auf das Auftreten von großen mittwinterlichen Stratosphärenerwärmungen dar. Es wird gezeigt, dass warme ENSO Ereignisse einen warmen sowie abgeschwächten winterlichen Polarwirbel in der Stratosphä-re begünstigen. Der Einfluss kalter ENSO Ereignisse ist hingegen weniger deutlich: Es zeigen sich Verschiebungen und leichte Intensivierungen des Polarwirbels. In der Simulation REF 1850 ist kein eindeutiger Einfluss der ENSO Phasen auf das Auftreten plötzlicher Stratosphärenerwärmungen zu erkennen. In beiden Simulationen zeigen sich im Frühwinter außergewöhnlich viele Erwämungen in der neutralen Phase. In REF 1960 tragen sowohl ENSO warm als auch ENSO kalt zu einem ver-mehrten Auftreten von großen mittwinterlichen Stratosphärenerwärmungen bei.

Die Einflüsse verschiedener Antriebsfaktoren aif die Vegetation Afrikas

Carolin Fengler

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: ??? | 2010-08

Naturkatastrophen im Alten Testament

Katrin Arendholz

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: ??? | 2010-06

Die Bewertung der Umweltzone Berlins

Martin Guttzeit

Institut für Meteorologie / Standort: ??? | 2010

Optimierung und Evaluierung von MOS-Vorhersagen für den Stau. Cuxhaven / Gutachter:

Sarah Drefenstedt

Institut für Meteorologie / Standort: ??? | 2010

Analyse der Verschiebung von Klimazonen nach Köppen in Folge der Erhöhung von Treibhausgakonzentrationen / Gutachter: Prof Dr. Ulrich Cubasch, Dr. Thomas Spangehl

Franziska Hanf

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: Bibliothek | 2009-10

Zeitliche und räumliche Analyse von Blitzdaten in Europa / Gutachter: PD Dr. Peter Névir , Dr. Klaus Müller

Tobias Mahnkopf

Institut für Meteorologie / Standort: Bibliothek | 2009-09

Beschreibung der Entwicklung Großer Stratosphärenerwärmungen / Gutachter:

Janice Scheffler

Institut für Meteorologie / AG Atmosphärendynamik / Standort: ??? | 2009

Der Zusammenhang zwischen Zirkulationsklasse (CWT) und Niederschlag in Südaustralien - heute und unter Klimaänderung / Gutachter: Prof. Dr. Ulrich Cubasch, Prof. Dr. Uwe Ulbrich

Mareike Schuster

Institut für Meteorologie / AG Wechselwirkungen im Klimasystem der Erde / Standort: Bibliothek | 2008-10-26

ENSO-Telekonnektion und Klimaänderung / Gutachter:

Felicitas Hansen

Institut für Meteorologie / Standort: ??? | 2008

Windspektren in Regionalmodellen im Vergleich zum großskaligeb Antrieb / Gutachter:

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Institut für Meteorologie / Standort: ??? | 2008

Simulation des Mikroklimas im Domus Severiana im antiken Rom mit Envi-met / Gutachter:

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The frequency of heat waves and cold spells in megacities Cairo, Istanbul and Nairobi (In Bearbeitung)

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