attempto online Forschung
14.07.2020
Forschung für die Wettervorhersage
Gewittern und Windböen mit Laser und Flugzeugen auf der Spur – Tübinger Wissenschaftler beteiligt
Kurzfristige Warnung auf dem Smartphone vor Gewitter mit Starkregen und kräftigen Windböen - fünf Kilometer weiter regnet es noch nicht einmal einen Tropfen. Wer hat eine solche Situation nicht selbst schon erlebt? Um diesen in ihrer räumlichen Ausdehnung oft nur ein paar Kilometer großen und in der Regel recht kurzlebigen Wetterereignissen besser auf die Spur zu kommen, führt der Deutsche Wetterdienst (DWD) derzeit an seinem Meteorologischen Observatorium Lindenberg / Richard-Aßmann-Observatorium (MOL-RAO, Landkreis Oder-Spree, Brandenburg) ein Feldexperiment durch. Zu den Kooperationspartnern gehört auch das Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen: Die Arbeitsgruppe Umweltphysik führt dazu atmosphärische Messungen mit unbemannten Flugzeugen durch.
Im Einsatz: Laser und unbemannte Flugzeuge
Für die Wettervorhersage stellen Quellwolken, Schauer und Gewitter sowie Windböen eine besondere Herausforderung dar. Wettervorhersagemodelle können solche kleinräumigen Prozesse von kurzer Dauer nicht explizit simulieren. Um diese Vorgänge in der Atmosphäre besser zu verstehen, vermessen von Juni 2020 bis Ende August 2020, fast ein Dutzend so genannte Doppler-Lidar-Geräte per Laserstrahl das Verhalten des Windes, seine Böen sowie konvektive turbulente Strukturen bis in einige hundert Meter Höhe über Grund. Die Messungen finden am Lindenberger Observatorium und auf dem zugehörigen Grenzschicht-Messfeld im benachbarten Falkenberg statt. Bis Ende Juli kommen zusätzlich unbemannte Messflugzeuge der Universität Tübingen zum Einsatz, um die aus den indirekten Lidar-Messungen abgeleiteten Größen durch direkte Messungen zu überprüfen.
Ziel: Verbesserung des Warnmanagements
Dank des durch die Corona-Pandemie reduzierten Luftverkehrs und der Tatsache, dass der Flughafen BER noch nicht eröffnet ist, dürfen diese Flüge mit Genehmigung der Deutschen Flugsicherung GmbH (DFS) sogar bis in eine Höhe von mehreren Kilometern durchgeführt werden. Den Schwerpunkt werden aber Messungen in den untersten 500 Metern der Atmosphäre bilden. Mit den Tübinger Messflugzeugen kann die Variabilität von Wind, Temperatur und Wasserdampfgehalt der Luft mit sehr hoher Auflösung erfasst werden. Die Sensoren registrieren aktuelle Messsignale mehr als einhundert Mal pro Sekunde, woraus sich eine räumliche Auflösung im Dezimeter-Bereich ergibt.
Die Wissenschaftler wollen mit diesen Messungen neben dem besseren Verständnis von Konvektion, Windböen und Gewittern auch die optimale Messstrategie für den operationellen Dauerbetrieb der Lidar-Geräte am Observatorium herausfinden, denn normalerweise können Flugzeuge wie diese derzeit nicht eingesetzt werden. Möglicherweise gelingt es in einigen Jahren, auch die Bildung von Quellwollen und das Auftreten von Gewittern und Windböen kurzfristig besser vorherzusagen und die Bevölkerung sowie Wirtschaftssektoren wie den Luftverkehr, die Energiewirtschaft oder das Bauwesen frühzeitiger und noch lokaler mit Warnungen zu versorgen.
Kontakt:
Andreas Platis
Universität Tübingen
Zentrum für Angewandte Geowissenschaften
andreas.platis@uni-tuebingen.de