Fachbereich Geowissenschaften

Grundfrage: Welchen Ein uss hat die Au ösung numerischer Simulationen und die Parametrisierung von Konvektion auf die Darstellung von ‚Cold-Pools‘ unter konvektiven Zellen?

Hintergrund: ‚Cold pools‘ sind kalte, feuchte Luftmassen unterhalb der Wolkenunterseite konvektiver Wolken. Sie entstehen aus dem Verdampfen von Wolkentröpfchen. Wegen ihrer erhöhten Dichte sind sie für die Dynamik einzelner Gewitter-Zellen aber auch mesoskaliger konvektiver Systemen relevant. Andererseits werden sie von der Zirkulation der Gewitterzellen
beein usst. Cold pools sind wichtig für Gewitterwolken, weil sie deren Langlebigkeit und Intensität beein ussen. Damit ist ihre Darstellung in Modellen wichtig für akkurate Vorhersagen von Auftreten und der Intensität von Gewitterzellen.
In dieser Arbeit wollen wir uns damit beschäftigen, wie diese Darstellung von Simulationseigenschaften wie Parametrisierung und Aufösung abhängt.

Daten und Methoden: Hier bedienen wir uns hauseigener, hochaufgelöster Simulationen eines Kaltfrontdurchgangs mit extremem Niederschlag aus dem Sommer 2024. Die Simulationen liegen in zwei Konvektion direkt aufösenden und 2 Konvektion parametrisierenden Aufösungen vor, und eignen sich daher sehr gut, um unsere Fragestellung zu beantworten.
Um die Cold pools in den verschiedenen Simulationen zu analysieren, werden wir in den verschiedenen Aufösungen konvektive Zellen identi zieren, ihnen über ihren Lebenszyklus hinweg folgen, und die begleitenden Cold-pools statistisch und dynamisch analysieren. Wir werden dabei untersuchen, ob sich die Cold-pools je nach Simulationsau ösung unterscheiden,
und — wenn wir genug Zeit haben — auch analysieren, ob sich das auf die Dynamik der Gewitterzellen auswirkt.

Vorraussetzungen: Interesse an Prozessen auf der konvektiven und meso-Skala und die Bereitschaft, selbstständig Programme zum Analysieren und Visualisieren der Daten zu schreiben, werden in diesem Projekt hilfreich sein.

Literatur:

Morris L. Weisman und Richard Rotunno, Journal of the atmospheric sciences, “A Theory for Strong Long-Lived Squall Lines” Revisited10.1175/1520-0469(2004)061<0361:ATFSLS>2.0.CO;2

Markowski

P. and Richardson, Y. (2010). Organization of Isolated Convection. In Mesoscale Meteorology in Midlatitudes (eds P. Markowski and Y. Richardson). https://doi.org/10.1002/9780470682104.ch8



Weisman, Morris L. and Rotunno, Richard} (2005),
““A Theory for Strong Long-Lived Squall Lines” Revisited, Journal of the Atmospheric Sciences doi:10.1175/1520-0469(2004)061<0361:ATFSLS>2.0.CO;2