Simulation der stabilen Grenzschicht und der Schneedrift über Grönland

• Main Author: Hebbinghaus, Heike
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: 2007
• Subjects: Prandtl-Schicht; 4607173-8; Massenbilanz; 4202620-9; Schnee; 4133053-5; Katabatischer Wind; 4520887-6; Turbulenz; 4061232-6; Geowissenschaften; ddc:550; Greenland; Grönland
• Online Access: https://ubt.opus.hbz-nrw.de/frontdoor/index/index/docId/259; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:385-4235; https://doi.org/10.25353/ubtr-xxxx-f5e4-5415; https://ubt.opus.hbz-nrw.de/files/259/diss_hebbinghaus.pdf

Die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Schnee sind für die Simulation der Grenzschicht (BL) über Schneedecken von Bedeutung. Um diese Wechselwirkungen zu untersuchen, wird das mesoskalige Lokalmodell (LM) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) mit einer horizontalen Auflösung von etwa 14 km und einer hohen vertikalen Auflösung in der Grenzschicht für Simulationen über Grönland verwendet. Weil die Verwendung des Bodenmodells des LM zu unrealistischen Ergebnissen führt, wurden dessen Schneeeigenschaften angepasst. Die Simulationen werden für zehn Tage im Juli 2002 durchgeführt, währenddessen ein Feldexperiment an der Station Summit stattfand. Zur Validation des LM wurden die Simulationsergebnisse mit diesen Messungen verglichen. Der Vergleich ergibt Defizite bei der bodennahen Temperatur sowie bei Turbulenzgrößen. Die Turbulenzparametrisierung des LM weist bei stabiler Schichtung Defizite auf. Daher wurde ein lokaler Mischungswegansatz und eine skalare Rauhigkeitslänge über Eis und Schnee implementiert und ihr Einfluss untersucht. Beide Parametrisierungen zeigen eine Verbesserung der turbulenten kinetischen Energie und des fühlbaren Wärmeflusses. Um die Schneedrift und ihren Einfluss auf die Schneeakkumulation zu untersuchen, wurde das eindimensionale Schneemodell SNOWPACK mit PARCA-Messungen und LM-Ergebnissen angetrieben, sowie eine gekoppelte Version LM/SNOWPACK verwendet. SNOWPACK hat eine realistischere Darstellung des Schnees als das LM-Bodenmodell und ermöglicht die Simulation der mikrophysikalischen Schneeigenschaften. Die mit PARCA-Messungen angetriebenen Simulationen ergeben einen Zusammenhang zwischen Schneedrift und Neuschnee sowie hohen Windgeschwindigkeiten, diese Faktoren sind jedoch nicht die alleinigen Mechanismen. Während die Eigenschaften des Schneefeldes von den Anfangsbedingungen abhängen, ist der Einfluss des Anfangsfeldes auf die Schneedrift gering. Die Simulationen mit dem LM ergeben eine Verbesserung der bodennahen Temperaturen durch die Kopplung. Die Schneedrift ist in erster Linie in ...