Bachelorarbeitsthemen

Bachelorarbeitsthemen
Institute für Meteorologie und Weltraumwissenschaften
Alle genannten Bachelorarbeiten beinhalten die für Abschlussarbeiten üblichen Abschnitte: Einleitung,
Stand der Forschung (auf Grundlage einer intensiven Literaturrecherche), Beschreibung der benutzten
Daten (und ggf. wie sie erzeugt wurden), Beschreibung des methodischen Ansatzes (auch statistische
Verfahren), Beschreibung und Diskussion (kritische Bewertung) der Ergebnisse,
Schlussfolgerungen/Ausblick. Dabei wird auch auf die (vermuteten) meteorologisch-physikalischen
Hintergründe der Fragestellungen eingegangen. Dem Text wird eine jeweils etwa ½ seitige
Zusammenfassung in Englisch und Deutsch vorangestellt. Die Bachelorarbeit sollte ca. 25 Seiten umfassen.
Alle Ergebnisse und Programme sind für eine (ggf.) weitere Bearbeitung zu archivieren.
Stand: 5. Februar 2014
AG Klimamodellierung
1. Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Variabilitätsmuster in den nordatlantischen
Oberflächentemperaturen in zwei 1000-Jahre-langen Simulationen eines gekoppelten
Atmospheren-Ozean-Modells.
Betreuer: Dr.I.Kirchner, I.Höschel
Beschreibung: In den Modelldaten sind die typischen Variationen in verschiedenen Regionen in Beziehung zu
setzen. Die zeitliche und räumliche Kombination der Charakteristiken soll Aufschluss über Prozesse geben.
Grundlagen: Wavelet-Analyse, EOF-Analyse
Eine Vertiefung der Thematik in einer Masterarbeit ist möglich.
2. Clusteranalyse der 2m Temperatur in Berlin mit Betrachtung verschiedener Landnutzungsklassen
Betreuer: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Hamid Taheri
Beschreibung: Die 2m Temperatur ist das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen den verschiedenen
Parametern, wie Landnutzung und synoptische Situation, daher gibt es einige Orte im Berliner Stadtgebiet, wo
die 2m Temperatur und Landnutzung gleich sind. In dieser Arbeit wird versucht, die Berliner
Temperaturverteilungskarte vom Jahr 1961-1990 mit statistischen Methoden und anhand unserer Messdaten
(Stationen und Messkampagne) zu aktualisieren.
Grundlagen: Temperaturverteilungskarte von Umweltatlas, Landnutzungskarte, Messdaten von FU-
Stadtmessnetz , DWD und FU-Messkampagne

3. Auswirkung des lokalen Wetters in Berlin bezüglich des Auftreten der Herzkrankheit
„Aortendissektion“ mit supervised classification Techniques
Betreuer: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Hamid Taheri
Beschreibung: Anhand der Daten von DHZB (Das Deutsche Herzzentrum Berlin) und der Daten vom FU-
Stadtmessnetz wird der Zusammenhang zwischen Temperatur, Temperaturänderung in den letzten
24,12,6,3,1 Stunden, Luftdruck, Luftdruckänderung, mittlere Feuchte, maximale Feuchte,
Windgeschwindigkeit, Windrichtung und dem Auftreten des Aortendissektions in Berlin mit Supervised
Classification Techniques untersucht.
Grundlagen: Messdaten von FU-Stadtmessnetz und DWD und Daten von DHZB
4. Zusammenhang zwischen synoptischen Situationen und chemischer Zusammensetzung von PM10
in Berlin
Betreuer: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Hamid Taheri
Beschreibung: Die Zusammensetzung von PM10 ist im Zusammenhang mit unterschiedlichen synoptischen
Situationen und Wetterlagen zu erarbeiten. In dieser Arbeit werden die Wetterlagen und synoptische
Situationen klassifiziert, um die chemische Zusammensetzung von PM10 zu bestimmen. Anhand der PM10
Daten, ihrer chemische Zusammensetzung und der meteorologischen Daten und statistischen Methoden
werden Zusammenhänge bestimmt.
Grundlagen: PM10-Daten, die Berliner Wetterkarten und die Wetterlagen-Daten, Messdaten von FU-
Stadtmessnetz und DWD
5. Die Intensität des städtischen Wärmeinseleffekts in Sommer und Winter in Berlin
Betreuer: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Ines Langer
Beschreibung: Die 2m-Temperatur-Differenz zwischen einigen Stadtstationen und einer Landstation wird in
Sommer und Winter unter Betrachtung von synoptischen Situationen und Wetterlagen untersucht und die
Intensität der städtischen Wärmeinsel sowie ihre zeitliche Variabilität in Berlin wird diskutiert.
Grundlagen: Messdaten von FU-Stadtmessnetz und DWD, die Berliner Wetterkarten und die Wetterlagen-
Daten
6. Validierung des Niederschlags von COMO-DE anhand der Messdaten im Berliner Stadtgebiet
Betreuer: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Ines Langer
Beschreibung: Der Niederschlag vom Modell COSMO-DE wird anhand der Messdaten der DWD-Stationen und
Stationen der Berliner Wasserbetrieben validiert. Außer kontinuierliche und kategorische Verifikation, wird
die räumliche Korrelation zwischen den Stationen untersucht und mit den Modelldaten verglichen.
Grundlagen: Das Modell COSMO-DE, Niederschlagsdaten aus Messstationen

7. Niederschlagscharakteristik im Berliner Stadtgebiet.
Betreuer: Prof. Dr. Sahar Sodoudi, Dr. Ines Langer
Beschreibung: Der konvektive und stratiforme Anteil des Niederschlags in Berlin wird bestimmt und unter
anderem werden mittlere Niederschlagsverteilung (mm) in Berlin für die Periode 1981-2010, Mittlere
Häufigkeit (%) sommerlicher Schauer, so wie Mittlere Intensität (mm/10 min) sommerlicher Schauer im
Berliner Stadtgebiet untersucht.
Grundlagen: Niederschlagsdaten aus Messstationen (DWD und Berliner Wasserbetrieben)
8. Wasser in der Atmosphäre und Niederschlag über Europa in einem Globalmodell und
Veränderungen durch die Modellauflösung
Betreuer: Dr. I. Kirchner
Beschreibung: Analyse aller Modellvariablen, die Wasser beschreiben, untersucht wird das statistische
Verhalten auf verschiedenen Zeitskalen.
Grundlagen: Modelldaten von drei 10 Jahres-AMIP Simulationen mit ECHAM5 (T21, T42, T63)
Ausbau des Themas als Masterarbeit möglich
9. Aerosole im Globalmodell, Vergleich verschiedener Parametrisierungen bei unterschiedlicher
Auflösung
Betreuer: Dr. I. Kirchner
Beschreibung: Anhand von verschiedenen Modellsimulationen mit ECHAM5HAM und ECHAM6HAMMOZ wird
die Qualität der simulierten Aerosole analysiert.
Grundlagen: verschiedene AMIP Simulationen mit ECHAM und den Aerosolmodelle HAM und HAMMOZ
Ausbau des Themas als Masterarbeit möglich.

AG Klimadiagnostik & Meteorologische Extremereignisse
10. Klimawandel bedingt auf Wetterlagen
Betreuer: Henning Rust, Peter Névir
Beschreibung: Der Klimawandel zeigt räumlich und zeitlich verschiedene Ausprägungen. Hier soll untersucht
werden, in wie weit sich Temperatur und Niederschlag in Europa für einzelne Wetterlagen verändert haben.
In Hinblick auf ihre Änderung mit dem Klimawandel sollen E-OBS Temperatur und GPCC Niederschlagsfelder
zu zentralen Wetterlagen aus dem Großwetterlagenkatalog analysiert werden.
Grundlagen: Großwetterlagenkatalog, E-OBS und GPCC-Datensatz
Voraussetzung: CDOs, Matlab/R, Regression
11. PNA-NAO in MiKlip
Betreuer: Henning Rust, Uwe Ulbrich
Beschreibung: Das Pazifik-Nordarmerika-Telekonnektionsmuster (PNA) und die Nordatlantische Oszillation
(NAO) zeigen einen Zusammenhang. Dieser Zusammenhang ist nicht stationär, sondern für gewissen Zeiten
stark und für andere Zeiten praktisch nicht detektierbar. Dieser Zusammenhang soll analysiert werden in
Reanalysen, historischen Modellläufen und dekadischen Vorhersagen.
Grundlagen: Reanalysen vom EZMW, 20C Reanalyse, historische Simulationen und dekadische Vorhersagen
des MiKlip-Systems. Skripte zur Berechnung NAO und PNA Indizes.
Voraussetzung: BASH-Skripte, CDOs, Matlab/R, Statistik
12. Blocking-Indices
Betreuer: Henning Rust, Andy Richling
Beschreibung: Die Blockierung der zonalen, westlichen Winde besitzt einen großen Einfluss auf das Klima in
Europa. Insbesondere wenn die sogenannten "Blockings" über einen längeren Zeitraum andauern, kann dies
vor allem in den Winter- und Sommermonaten zu massiven Anomalien von Temperatur und Niederschlag
führen. In dieser Bachelorarbeit sollen solche Blocking-Situationen anhand eines Blocking Indexes nach
Tibaldi/Molteni (1990) in Reanalysedaten identifiziert und die saisonalen Variabilitäten der Blocking-
Situationen bestimmter Regionen untersucht werden.
Grundlagen: Literatur, Reanalysedaten (Geop, Temp, Nied., ...)
Voraussetzung: Statistik, Programmierkenntnisse in R, Umgang mit CDO's wäre hilfreich

13. Untersuchung des Zusammenhanges von NAO und Wärmeinhalt des Nordatlantiks auf der
dekadischen Zeitskala
Betreuer: Mareike Schuster
Beschreibung: Es existieren Untersuchungen, die einen Zusammenhang zwischen großräumigen
atmosphärischen Zirkulationsmustern, insbesondere der NAO und Meeresoberflächentemperaturen des
Nordatlantiks zeigen. Dabei scheint vor allem die Atmosphäre die Temperaturverteilung im Ozean zu
beeinflussen. Andere Studien zeigen, dass auch der Ozean die Atmosphäre beeinflusst. Im Rahmen eines
Projektes, das in der Arbeitsgruppe bearbeitet wird, wurde bereits der Zusammenhang zwischen dem
Ozeanwärmeinhalt und der dekadischen Variabilität von Winterstürmen über Europa und dem Nordatlantik
untersucht. In der Bachelorarbeit soll die Wechselwirkung von Ozeanwärmeinhalt im Nordatlantik und der
NAO auf der dekadischen Zeitskala in einem Ensemble aus gekoppelten Modellsimulationen analysiert
werden.
Grundlagen: Ensemble von Modellsimulationen des ECHAM5-MPIOM Modells (3 mal 240 Jahre)
Voraussetzungen: CDO, Matlab, Statistik (Zeitreihenanalyse)
14. COSMO-Reanalysen: Charakteristika von Niederschlagsereignissen
Betreuer: Dr. Martin Göber, Prof. Dr. Uwe Ulbrich
Beschreibung: Im Cosmo-Reanalyseprodukt des Hans-Ertel-Zentrums (Uni Bonn) werden intensive
Niederschlagssysteme untersucht. Sie werden als zusammenhängende Gebiete mit Überschreitungen eines
Perzentilwerts identifiziert. Die Auswertung untersucht die Häufigkeitsverteilung von Ausdehnung, mittlerer
(Perzentil-)Intensität, der (Perzentil-)Maxima und der Zahl der Extrema innerhalb des Gebiets, sowie die
Beziehungen zwischen diesen Größen. Es wird untersucht, ob sich innerhalb Deutschlands und im Jahresgang
Unterschiede in den Charakteristika zeigen.
Datengrundlage: COSMO-Reanalysen
Vorkenntnisse: cdo und R/Matlab Kenntnisse erforderlich
15. Windrichtungsabhängigkeit von Sturmschäden
Betreuer: Tobias Pardowitz, Prof. Dr. Uwe Ulbrich
Beschreibung: Winterstürme zählen zu den schadenträchtigsten Naturgefahren in Mitteleuropa. Die Höhe
auftretender Schäden hängt dabei nicht nur von den meteorologischen Bedingungen, sondern auch von
Faktoren wie z.B. der Bauweise von Häusern und regionalen sozio-ökonomischen Einflüssen ab.
Bisherige Ansätze modellieren die Höhe auftretender Schäden für Sturmereignisse auf Basis maximal
auftretender Böengeschwindigkeiten, welche statistisch in Zusammenhang mit entsprechenden Schäden
stehen (vgl. Donat et al 2011 und Klawa & Ulbrich 2003).
In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob sich ein Einfluss der Windrichtung auf die Schadenhöhe
historischer Sturmereignisse nachweisen lässt. Dazu sollen real aufgetretene Schäden mit den auf Basis des
oben beschriebenen Schadenmodells modellierten Schäden in Abhängigkeit der Windrichtung zum Zeitpunkt
der größten Intensität verglichen werden.
Datengrundlage: Schadendaten (GDV), Modellierte Schäden auf Basis von ERA Interim
Windgeschwindigkeiten, Windrichtung (ERA Interim)
Vorkenntnisse: cdo und gute R Kenntnisse erforderlich
Literatur:
Donat, M. G.; Pardowitz, T.; Leckebusch, G. C.; Ulbrich, U. & Burghoff, O. High-resolution refinement of a
storm loss model and estimation of return periods of loss-intensive storms over Germany Natural Hazards and
Earth System Sciences, 2011, 11, 2821-2833
Klawa, M. & Ulbrich, U. A model for the estimation of storm losses and the identification of severe winter
storms in Germany Natural Hazards and Earth System Science, 2003, 3, 725-732

16. Vorhersagbarkeit von NAO und PNA in den dekadischen MiKlip-Vorhersagen.
Betreuung: Mareike Schuster, Prof. Dr. Uwe Ulbrich
Beschreibung: Großskalige Variabilitätsmuster wie PNA und NAO werden von Klimamodellen reproduziert. In
den dekadischen Vorhersagen mit dem MiKlip-System soll geprüft werden, inwieweit auch die Phase der
Muster und ihre Korrelation realistisch wiedergegeben und mit einem Vorhersageskill vorausgesagt werden.
Dafür werden verschiedene Zeithorizonte der Vorhersage (1 Jahr, 2, Jahre, 2-5 jahre, 5-10 Jahre) betrachtet.
Datengrundlage: Dekadische vorhersagen des MiKlip-Systems, ERA Interim Reanalysedaten
Vorkenntnisse: cdo und gute R/Matlab Kenntnisse erforderlich
17. Vb-Ereignisse im Winter
Betreuung: Dr. Katrin Nissen, Prof. Dr. Uwe Ulbrich
Beschreibung: Zyklonen auf einer Vb-Zugbahn sind ein bekanntes Phänomen, das für Sommer-
Hochwasserereignisse in Mitteleuropa verantwortlich gemacht wird. Weniger bekannt sind sie für starke
Niederschlagsereignisse im Winter. Es wird untersucht, wie sich die Niederschlagsereignisse von Vb-Zyklonen
im Winter von denen im Sommer bezüglich Lage, Ausdehnung und Intensität unterscheiden.
Datengrundlage: Katalog der Zyklonenzugbahnen aus ERA-Interim, ERA Interim Reanalysedaten
Vorkenntnisse: cdo und gute R/Matlab Kenntnisse erforderlich
AG Theoretische Meteorologie und AG Stadtmessnetz
18. Einfluss meteorologischer Größen auf die Aktivität infizierter und nicht-infizierter Zecken in
urbanen und periurbanen Standorten
Ansprechpartner: Dr. Klaus Müller, PD Dr. Peter Névir, Dr. Dania Richter
Beschreibung: Erste experimentelle Studien lassen vermuten, dass infizierte Zecken einen größeren Anteil
von Fettkörper haben und unter meteorologisch trockenen Bedingungen länger überleben als nicht-infizierte
Zecken. Folgende Fragestellung soll untersucht werden: Unterscheidet sich der Beginn und das Ende der
Zeckenaktivität infizierter und nicht-infizierter Tiere in Abhängigkeit meteorologischer Parameter.
Grundlagen: Zur Verfügung stehen drei Jahre Sammeldaten zur Aktivität der Zecken im zweiwöchentlichen
Rhythmus von sechs Berliner Stationen, sowie drei Jahre Daten zum Infektionsstatus von insgesamt 1043
Nymphen und 560 adulten Zecken. Zur meteorologischen Analyse stehen neben der Lufttemperatur und
Feuchte weitere Parameter an insgesamt vier Messstandorten zur Verfügung.

19. Evaluierung und mögliche Verbesserung automatisch gewonnener Niederschlagsarten durch ein
Distrometer.
Ansprechpartner: Dr. Klaus Müller, PD Dr. Peter Névir
Beschreibung: Distrometer bestimmen im Wesentlichen die Niederschlagsarten aus Tropfenspektren, jedoch
gehen auch statistisch-klimatologisch ermittelte Korrekturfaktoren ein. Aufgabe ist es, die Daten des
Distometers zu evaluieren und die statistischen Faktoren für den Standort Berlin Dahlem zu optimieren.
Grundlagen: Zur Verfügung stehen sechs Jahre Distrometer-Daten und digitalisierte Augenbeobachtungen
der Niederschlagsart, sowie ferner die durch das Distrometer bestimmte Sichtweite, Radarreflektivität, Lufttemperatur
und Luftfeuchte.
20. Dynamisch statistische Untersuchung von blockierenden Wetterlagen
Ansprechpartner: Dipl. Math. Annette Müller, Dipl. Met. Lisa Schielicke, PD Dr. Peter Névir
Beschreibung: Blockierende Wetterlagen sind sehr stabile und stationäre Wetterlagen, die damit auch
Extremereignisse wie Trockenheit und Überschwemmungen hervorrufen können. Im Rahmen der
Punktwirbeltheorie kann ein dynamisches Kriterium für diese Stationarität angegeben werden, welches die
Zirkulation der beteiligten Hoch- und Tiefdruckwirbel benötigt. Anhand von identifizierten Beispielen
blockierender Wetterlagen soll die Gültigkeit dieses Kriterium im statistischen Sinne unter Verwendung von
Reanalyse-Daten untersucht werden.
Grundlagen: Zur Verfügung steht ein Programm zur numerischen Berechnung der Zirkulation sowie die ERA-
40 Reanalyse-Daten.
AG Mittlere Atmosphäre
21. Einfluss der zukünftigen Treibhausgaszunahme auf den Strahlungshaushalt der Stratosphäre
Betreuer: Prof. Dr. Ulrike Langematz, Dr. Sophie Oberländer
Projektanbindung: SHARP
Beschreibung: Die zukünftige Zunahme der strahlungsrelevanten Gase (insbesondere CO 2 , CH 4 und N 2 O) führt
nicht nur zu einer Erwärmung der Troposphäre, sondern hat auch Auswirkungen auf den Strahlungshaushalt
der Stratosphäre. In dieser Bachelorarbeit soll anhand von idealisierten Modellsimulationen untersucht
werden, wie sich zwischen den Jahren 2000 und 2100 die Erwärmungsraten und die Temperatur durch die
erhöhten Treibhausgaskonzentrationen entsprechend dem A1B-Szenario ändern. Zusätzlich soll eine
Abschätzung des Radiative Forcings und der strahlungsbedingten Temperaturänderung erfolgen.
Grundlagen: Modelloutput von Simulationen mit dem Klima-Chemie Modell EMAC, vorhandene
Auswertesoftware

25. Untersuchung des Einflusses der Intensität des 11-jährigen Sonnenfleckenzyklus auf die
Variabilität in der winterlichen Stratosphäre der Nordhemisphäre
Betreuer: Prof. Dr. Ulrike Langematz, Janice Scheffler
Projektanbindung: MiKlip
Beschreibung: Der 11-jährige Sonnenfleckenzyklus beeinflusst die Stratosphäre direkt über eine erhöhte UV-
Einstrahlung im Maximum. Studien mit Beobachtungsdaten und Modellsimulationen (z.B. Labitzke, 1987;
Labitzke, 1999; Matthes et al., 2004) ergaben eine größere Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von
plötzlichen Stratosphärenerwärmungen im Nordwinter während des Minimums des 11-Jahreszyklus
verglichen mit dem Maximum. In dieser Bachelor-Arbeit soll anhand von Modellsimulationen des Zeitraums
1960-2070 mit unterschiedlich starken vorgeschriebenen Sonnenzyklen untersucht werden, ob das Auftreten
von Stratosphärenerwärmungen durch die Intensität des solaren Zyklus beeinflusst wird.
Grundlagen: Modelloutput von EMAC-Klima-Chemie-Modellsimulationen, vorhandene Auswertesoftware
AG Troposphärische Umweltforschung
26. Trendanalyse der nassen Deposition versauernder und eutrophierender Schadstoffe in Europa
von 1990-2009
Betreuer: Sabine Banzhaf, Prof. Peter Builtjes
Beschreibung: Die Deposition von Schwefel und oxidiertem und reduziertem Stickstoff in Europa führt zur
Versauerung und Eutrophierung der Ökosysteme und gefährdet somit die Biodiversität. Die EU National
Emissions Ceiling (NEC) Directive (2001) setzt für jeden Mitgliedsstaat eine obere Grenze der Emissionen der
Schadstoffe Schwefeldioxid, Stickoxide, VOCs und Ammoniak fest. Zuvor wurden bereits innerhalb des
Gothenburg Protocols (1999) und der Convention on Longrange Transboundary Air Pollution (LRTAP) (1979)
Emissionsgrenzen für die beteiligten europäischen Staaten festgelegt. Mit Hilfe dieser Protokolle wurden die
Schadstoff-Emissionen in Europe in den letzten 20 Jahren reduziert. Anhand von Messungen der nassen
Deposition der EMEP Datenbank für die Jahre 1990-2009 soll die durch Emissionsminderungen erreichte
Reduktion der Schadstoffdepositionen untersucht und quantifiziert werden. Des Weiteren stehen die Daten
eines Chemie-Transport-Modelllaufes für 1990-2009 zur Verfügung.
Ist der Zusammenhang zwischen Emissionsminderung und Reduktion der nassen Deposition versauernder
und eutrophierender Schadstoffe linear? Wie groß ist die Jahr zu Jahr Variation ( meteorologische
Einflüsse)? Kann das Modell den gemessenen Trend reproduzieren?
Grundlagen: EMEP Messdaten und Modelldaten
Bemerkung: Betreuung teilweise von Holland aus.

27. Analyse von der natürlichen chemischen Zusammensetzung der Erdatmosphäre
Betreuer: Prof. Peter Builtjes
Beschreibung: Die Bestimmung der natürlichen Konzentrationen von Spurengasen und Aerosolen ist wichtig,
um die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre bestimmen zu können. Neben dieser
wissenschaftlichen Fragestellung/Neugier ist die Kenntnis auch wichtig für Untersuchungen im Themengebiet
Luftreinhaltung. Wenn bekannt ist wie groß der Beitrag von biogenen und geogenen Emissionen zur
auftretenden Konzentration ist, kann man den Einfluss von anthropogenen Emissionen ableiten. Basiert auf
einer Literaturanalyse von Messkampagnen (z.B. in Eisbornkernen), Laboruntersuchungen und theoretischen
Betrachtungen der Entwicklung der Erdatmosphäre und mit Hilfe von Modellergebnisse kann man eine
Abschätzung über die natürlichen Konzentrationen von Spurengasen und Aerosolen machen. Studien können
über Stoffe wie CH4, CO, SO2, NOx, NH3, O3, VOC, Aerosolen (PM) gemacht werden.
Grundlagen: Literatur und einige Modellergebnisse sind vorhanden
Bemerkung: Betreuung teilweise von Holland aus
GFZ Potsdam
28. Schmelzwassertransport vom grönländischen Eisschild in den Nordatlantik: Auswirkungen auf die
Meereszirkulation
Betreuer: Dr. Irina Rogozhina (valmont@gfz-potsdam.de), Dr. Robert Dill (robert.dill@gfz-potsdam.de), Prof.
Dr. Maik Thomas (mthomas@gfz-potsdam.de)
Beschreibung: In den letzten Jahren konnten Rekordschmelzraten des grönländischen Inlandeises beobachtet
werden. Der erhöhte Frischwassereintrag in den Ozean wirkt sich durch Änderungen im Salzgehalt und der
Dichte des Meerwassers auf die Zirkulation im Nordatlantik aus. Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung
einer konsistenten Kopplung der Grönland-Eis-Modelle mit einem hydrologischen Abflussmodell um den
Prozess des Schmelzwassertransports vom Eisschild in den Ozean für den Zeitraum 2003 -2012 zu simulieren.
Neben den Auswirkungen auf die Ozeanzirkulation sollen auch Wechselwirkungen des Schmelzwassers auf
die Eisoberfläche (z.B. Gletscherseen) untersucht werden. Die Modellergebnisse sollen mit
Satellitenbeobachtungen und in-situ Messungen verglichen und bewertet werden.
Anforderungen: Grundkenntnisse in Fortran; Grundkenntnisse englische Konversation.

29. Mapping of subglacial lake systems under the Greenland and Antarctic ice sheets from spectral
analysis of ice surface and bedrock topographies
Betreuer: Dr. Irina Rogozhina (valmont@gfz-potsdam.de), Prof. Dr. Maik Thomas (mthomas@gfzpotsdam.de)
Beschreibung: Active subglacial hydrology is recognized as a potential trigger for formation of rapidly moving
ice streams draining enormous amounts of ice into the ocean. Current understanding of the internal thermal
structure and future stability of large-scale ice sheets is limited by a poor knowledge of the distribution of
melt water at their bases. Recent observations have shown that large systems of subglacial lakes and vast
areas of rapid basal ice melt exist under both the Antarctic and Greenland ice sheets but their extents are
essentially unconstrained. Strong temporal changes and regional lows in ice surface indicate a presence of
subglacial melting and ice-dynamic effects associated with changing deformation rates of basal ice. In this
study, we plan to evaluate a novel method for mapping areas of rapid basal ice melt from spectral analysis of
high resolution ice surface and bedrock elevation maps. First, the method will be tested in application to the
areas with definitive and active subglacial lakes revealed by satellite observations. Then we will extend its
application to the regions of higher uncertainty.
Requirements: Basic knowledge of Matlab/Fortran/C/Pascal; ability to communicate in English
30. Ableitung von atmosphärisch-ozeanischen Moden im Südatlantik aus Modelldaten und
Beobachtungen der Schwerefeldmission GRACE
Betreuer: Inga Bergmann (ingab@gfz-potsdam.de), Dr. Henryk Dobslaw (dobslaw@gfz-potsdam.de), Prof. Dr.
Maik Thomas (mthomas@gfz-potsdam.de)
Beschreibung: Mit der Schwerefeld-Satellitenmission GRACE beobachtbare zeitliche Variationen des
ozeanischen Bodendrucks stehen in engem Zusammenhang mit den vorherrschenden Winden an der
Meeresoberfläche. Mit Hilfe von EOF-Zerlegungen dieser Satellitendaten sind die dominanten Moden des
Bodendrucks im Südatlantik auf saisonalen bis interannuellen Zeitskalen zu isolieren und unter Einbeziehung
von atmosphärisch-ozeanischen Modelldaten verschiedenen Klimaindizes gegenüberzustellen.
Anforderungen: Grundkenntnisse zu emprisch-orthogonalen Funktionen, statistische Auswertungen mit
Matlab
Observatorium Lindenberg
31. Windböen am 99m-Mast in Falkenberg
Betreuer: Dr. Frank Beyrich / Dr. U. Rummel (MOL-RAO, DWD) / Zweitbetreuer NN (FUB)
Beschreibung: Untersucht werden sollen das Auftreten und das Zeitverhalten von Windböen in
verschiedenen Höhen (2.4 m, 50 m, 90 m) auf der Basis von hoch aufgelösten Turbulenzmessungen mit
Ultraschallanemometern auf dem GM Falkenberg. Betrachtet werden sollen verschiedene typische
meteorologische Situationen. Die Ergebnisse „klassischer“ Windmessungen mittels Schalenstern-
Anemometern sollen vergleichend betrachtet werden. Sie sollen auch zur Auswahl geeigneter Fälle genutzt
werden
Grundlagen: Datengrundlage sind Messungen mit Ultraschall-Anemometern in 10Hz-Auflösung über einen
Zeitraum von einem Jahr, sowie Windprofilmessungen mittels Schalenstern-Anemometern in 10-min
Auflösung (Mittelwert, Standardabweichung, Maximalwert)
Voraussetzungen: Programmierkenntnisse / Fähigkeit zum Umgang mit Software zur Bearbeitung größerer
Datenmengen

32. Vergleichende Auswertung von Scintillometer-Profilmessungen
Betreuer: Dr. Frank Beyrich (MOL-RAO, DWD) / Zweitbetreuer NN (FUB)
Beschreibung: Sogenannte Large-Aperture-Scintillometer erlauben auf der Basis von Messungen des
Temperaturstruktur-Parameters (C T 2 ) die Bestimmung von Flächenmittelwerten des turbulenten Flusses
fühlbarer Wärme über mehrere Quadratkilometer. Am MOL-RAO sind über einen Zeitraum von mehr als
einem Jahr zwei Scintillometer BLS-900 zwischen dem Grenzschichtmessfeld Falkenberg und dem
Observatorium in Lindenberg über eine Messstrecke von 4.8 km betrieben worden. Die Messungen von C T
2
der beiden Systeme sollen vergleichend charakterisiert und analysiert werden. Dies umfasst sowohl die
Bewertung der Datenverfügbarkeit und Datenqualität als auch den Vergleich der Messungen in beiden Höhen
miteinander unter Berücksichtigung meteorologischer Bedingungen (Stabilität, Windverhältnisse) und in
Relation zu Modellansätzen zur Beschreibung
Grundlagen: Datensatz C T
2
zweier BLS-900 auf dem GM Falkenberg über einen Zeitraum von einem Jahr
Voraussetzungen: Fähigkeit zum Umgang mit Software zur Datenanalyse und -bearbeitung
33. Untersuchung der Eigenschaften und Ursachen unnatürlicher Echos in 35 GHz- Radarmessungen
Betreuer: Dr. Ulrich Görsdorf (ulrich.goersdorf@dwd.de) / Zweitbetreuer NN (FUB)
Beschreibung: In den Messungen des 35 GHz Radars am MOL-RAO sind gelegentlich Echos zu beobachten, die
sich durch eine hohe Depolarisation auszeichnen und bislang nicht Objekten natürlichen Ursprungs (Wolken,
Niederschlag, Insekten) zuzuordnen sind. Einem Anfangsverdacht, dass es sich um Düppel
(Radartäuschmittel) handelt, ist durch Charakterisierung der Echoeigenschaften, der Untersuchung der
Wetterlagenabhängigkeit und des Ursprungs (Rückwärtstrajektorien) sowie der Betrachtung anderer
Messungen (z.B. Wetterradar) nachzugehen.
Grundlagen: Statistik über das Auftreten unnatürlicher Echos am MOL vorhanden
Voraussetzungen: Grundkenntnisse synoptische Meteorologie, Fernerkundung (Radar) und Statistik;
Anwendung fertiger Programme (Trajektorienrechnungen), Programmierfähigkeiten wären von Vorteil, sind
aber nicht Voraussetzung;
34. Vergleich der Reflektivität zwischen einem Laser Niederschlagsmonitor, einem 35 GHz und
einem 24 GHz Radar
Betreuer: Dr. Ulrich Görsdorf (ulrich.goersdorf@dwd.de) / Zweitbetreuer NN (FUB)
Beschreibung: Am MOL-RAO wurde im Oktober 2013 ein Laser-Niederschlagsmonitor (LNM) in Betrieb
genommen. Neben der Messung der Sichtweite und der Niederschlagsrate werden Tropfenspektren und der
Radarreflektivitätsfaktor abgeleitet. Die Reflektivität ist mit den Werten der Radargeräte zu vergleichen, wobei
das Potential des LNM zur Radarkalibrierung abzuschätzen ist.
Grundlagen: Daten als ascii bzw. netcdf
Voraussetzungen: Grundkenntnisse Fernerkundung (Radar) und Statistik; Programmierfähigkeiten
AG Weltraumwissenschaften
Kontaktiert bei Interesse Rene Preusker, am besten persönlich