PDF (18,7 MB) - Institut für Meteorologie und Klimatologie an der ...

5 Simulationen zum LITFASS-2003 Experiment 80
w’θ’ 0 [W m −2 ]
400
300
200
100
0
30/05/03
02/06/03
13/06/03
17/06/03
6 8 10 12 14 16
Zeit [UTC]
(a) Vorgegebener fühlbarer Wärmefluss
w’q’ 0 [W m −2 ]
300
200
100
0
30/05/03
02/06/03
13/06/03
17/06/03
6 8 10 12 14 16
Zeit [UTC]
(b) Vorgegebener latenter Wärmefluss
Abbildung 5.1: Horizontales Mittel der in den LITFASS-Simulationen vorgegebenen und
aus den Messungen der Energiebilanzstationen abgeleiteten turbulenten Wärmeflüsse am
Erdboden.
Der Tagesgang der horizontal gemittelten turbulenten fühlbaren und latenten Wärmeflüsse
aus den restlichen LITFASS-Simulationen ist in Abb. 5.1 dargestellt. Man erkennt,
dass der vorgegebene bodennahe turbulente fühlbare Wärmefluss tagsüber deutlich
größer ist (Faktor 3) als der vorgegebene latente Wärmefluss, d.h. der Feuchteeintrag
in die Grenzschicht durch Verdunstung am Erdboden ist als klein gegenüber dem Wärmeeintrag
in die Grenzschicht anzusehen. Eine Ausnahme bildet hier der 13.6., an dem
(noch bedingt durch die stärken Niederschläge am 5.6. und den leichten Niederschlägen
am 9.6.) das Bowen-Verhältnis in etwa bei Eins liegt. Weiterhin ist an diesem Tag ein
später Anstieg des fühlbaren Wärmeflusses zu beobachten, was auf den hohen morgendlichen
Bewölkungsgrad zurückzuführen ist.
Die heterogene Entwicklung der gemessenen turbulenten Wärmeflüsse am Boden
(deren gewichteter Mittelwert in Abb. 5.1 zu sehen ist) ist beispielhaft für den 30.5.
in Abb. 5.2 dargestellt. Für den fühlbaren Wärmefluss ist klar zu erkennen, dass der
Wald hier die domierende Landnutzungsform für den Energieinput in die Grenzschicht
darstellt (bis zu 500Wm −2 ). Die Wasserflächen weisen dagegen einen verschwindend geringen
fühlbaren Wärmefluss aus. Die verschiedenen Ackerflächen weichen untereinander
um etwa 150Wm −2 ab, von 150Wm −2 (Gras-, Mais- und Rapsflächen) bis 300Wm −2
(Gerste- und Tritikaleflächen). Die größte Amplitude im fühlbaren Wärmefluss liegt
also zwischen Wasser und Wald, während zwischen Ackerland und Wald bzw. verschiedenen
Ackerlandtypen eine gemäßigtere Amplitude auftritt. Diese kann aber z.B. für
Gras/Mais/Raps zu Wald im Hinblick auf die idealisierte Studie in Kap. 3 immer noch
als hoch eingestuft werden (12UTC: A/Q0 ≈ 200.0Wm −2 /350.0Wm −2 = 0.57).
Beim latenten Wärmefluss ist die Heterogenität deutlich schwächer ausgeprägt. Alle
Landnutzungen liegen in der Mittagszeit zwischen 75Wm −2 und 175Wm −2 und unterliegen
häufig kurzfristigen Schwankungen, die für den Wald bis zu 50% betragen
können. Der Grund für diese größeren Schwankungen der Waldmesswerte wurde bislang
noch nicht herausgefunden. Vermutlich verursachen im trockenen Waldgebiet einzelne
von Acker- und Wasserflächen advehierte Feuchtefelder einen starken Anstieg des turbu-