DICHOTOMI
Das Projekt DICHOTOMI (Dry Intrusion and Cloud Head winds On Top Of Marine Interfaces) zielt darauf ab, die Bildung zerstörerischer Windböen in außertropischen Zyklonen besser zu verstehen, insbesondere in der Nähe von Dry Intrusions und Cloud Head Regionen. Mehrere Faktoren können die Bildung extremer Windböen beeinflussen, wie die statische Stabilität, die vertikale Windscherung, turbulente Bodenwärmeflüsse, die Verdunstungskühlung regnender Wolken sowie die mit den Seegangsbedingungen verbundene Oberflächenrauhigkeit. Obwohl die Bedeutung all dieser Faktoren bekannt ist, muss ihre relative Bedeutung beim Abwärtsimpulstransport noch geklärt werden.
Das Projekt, welches durch die französiche und deutsche Forschungsgemeinschaft (ANR und DFG) finanziert wird, ist Teil der internationalen Zusammenarbeit im Rahmen von NAWDIC und umfasst den Einsatz von zwei Flugzeugen und zwei bodengestützten Beobachtungssystemen. Das französische Flugzeug ATR42 und die deutsche Cessna F406 werden von Shannon (Irland) und Brest (Frankreich) aus eingesetzt und sind mit modernsten Fernerkundungs- und In-situ-Instrumenten ausgestattet (Abb. 1). Die beiden bodengestützten Beobachtungsplattformen werden entlang der französischen und irischen Küste eingesetzt und bestehen aus Netzen von Doppler-Windlidaren, Wasserdampflidaren und Doppler-Wolkenradaren. Zwischen den beiden Flugzeugen und den bodengestützten Beobachtungen bestehen wichtige Synergien, so dass ein einzigartiger Datensatz sich ergänzender Messungen von feinräumigen Windstrukturen, Wolken und Oberflächeneigenschaften entsteht.
Eine Hierarchie von Modellen für begrenzte Gebiete wird für ausgewählte Fallstudien in verschiedenen Konfigurationen ausgeführt, darunter konvektionsparametrisierte Modelle (CPM, horizontaler Gitterabstand ~10 km), sturmauflösende Modelle (SRM, horizontaler Gitterabstand ~1 km) und Large-Eddy-Simulationen (LES, horizontaler Gitterabstand ~100 m). Die Parametrisierungen der Wolkenmikrophysik, der flachen Konvektion und der Turbulenz sowie die Diagnostik der Windböen werden in CPM- und SRM-Simulationen getestet, indem sie mit Beobachtungen verglichen werden. LES-Simulationen lösen die flache Konvektion und die energiereichsten turbulenten Wirbel auf und dienen als Referenz für das SRM, wo diese Prozesse parametrisiert sind, wobei die simulierten konvektiven Rollen im LES-Setup durch den Vergleich mit feinskaligen beobachteten Windeigenschaften bewertet werden. Neben der Verbesserung unserer Kenntnisse über die zugrunde liegenden Prozesse, die für die Bildung zerstörerischer Winde verantwortlich sind, wird ein solches Projekt auch Anhaltspunkte für die Entwicklung künftiger Parametrisierungen der Wolkenmikrophysik, der flachen Konvektion und der Wechselwirkung von Luft- und Meeresströmungen liefern.
