Tagungsband - UFZ

Tagungsband Statusseminar des BMBF-Ad-hoc-Verbundprojektes in Freiberg, 27.-29.08.2003
Für die Güte der Niederschlagsprognose ist die Parametrisierung der Wolkenbildung ausschlaggebend,
die wiederum auf empirischen Daten und sorgfältiger Modellanpassung beruht. Im
Gegensatz zu anderen meteorologischen Größen, z.B. dem Luftdruck, wird die atmosphärische
Feuchte lediglich über eine Haushaltsgleichung (die Massenbilanz unter Berücksichtigung aller
Aggregatzustände des Wassers muss erfüllt sein) berücksichtigt. In Konsequenz hat sich die
Punktprognose des Niederschlags in den letzten Jahrzehnten kaum verbessert (wohl aber die
großräumige Prognose).
Im Rahmen des genehmigten Schwerpunktprogrammes der DFG "Quantitative Niederschlagsprognose"
(Hense et al., 2003) soll Abhilfe geschaffen werden.
Wolken
Eine zentrale Rolle bei der Verbesserung der Niederschlagsvorhersage spielt die Beobachtung
und Modellierung von Wolken. Dabei ist sowohl in der Grundlagenforschung (Wolkenphysik,
Vertikaltransporte durch Konvektion), als auch in der Anwendung in Wettervorhersage- und
Klimamodellen (Niederschlagsentstehung, Strahlungstransfer) erheblicher Forschungsbedarf
vorhanden.
Lokales Recycling
Lokale Verstärkung oder Abschwächung des Niederschlags kann auch über die Rückkopplung
mit den Landoberflächen geschehen. Dabei wird der frontale oder konvektive Niederschlag
einerseits durch die Intensivierung des turbulenten Austauschs über rauen Oberflächen (z.B.
Wäldern) gefördert, andererseits durch die Landoberflächenverdunstung beeinflusst. Die
Rauigkeit, ausgedrückt über die Rauigkeitslänge z 0 , kann dabei über mehr als drei Größenordnungen
variieren. Für Modellanwendungen ist die effektive Rauigkeit entscheidend, die
wiederum von der Größe und Verteilung von Landschaftselementen abhängig ist. In der kleinräumigen
Landschaft Mitteleuropas ist die modellkonforme Beschreibung der effektiven
Rauigkeit besonders schwierig.
Die Verdunstung beeinflusst die Niederschlagsentstehung durch zusätzliche Labilisierung der
unteren Luftschichten und durch das Rückführen von Niederschlagswasser in den Wolkenentstehungsprozess
(‚lokales Reycling'). Die Unterschiede zwischen den einzelnen Landnutzungen
sind für einem durchschnittlichen Tag in Tabelle 1 zusammengefasst. Wälder spielen dabei eine
besondere Rolle: Sie sind gleichzeitig auch in Trockenperioden eine Quelle für Wasserdampf,
extrem rau und können so große Bereiche der atmosphärischen Grenzschicht beeinflussen.
Aufgrund ihrer Lage (bevorzugt in Gebirgen) kommt es auch zu einer Verstärkung der Wirkung
der Orographie.
Im Rahmen von BMBF-Programmen (AFO 2000, DEKLIM) werden Wolkenprobleme und
lokales Recycling behandelt, die Fortsetzung dieser wichtigen Projekte ist aber gefährdet.
Tabelle 1. Modellierte Evapotranspiration für verschiedene Vegetationstypen/Landnutzungen
bei gleichem Strahlungsinput (29.9.2001); Ergebnisse des BMBF-Projektes VERTIKO (Bernhofer
und Köstner, 2003)
Landnutzung Fichte Kiefer Gras krautige Unbedeck Versiegelt
Pflanzen ter Boden
Verdunstung (mm) 1.1 1.05 0.9 0.75 0.3 – 0.8 0
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