Wettervorhersagen: Vorgänge in der atmosphärischen Grenzschicht besser verstehen

Deutscher Wetterdienst fördert neue Professur an der Goethe-Universität mit 1,2 Millionen Euro

Veröffentlicht am: Dienstag, 10. Februar 2015, 16:15 Uhr (048)

FRANKFURT. Gewitter, Wind, Nebel, extreme Regenfälle – alle diese Wettereignisse brauen sich auch in der bodennahen Luftschicht der Erdatmosphäre zusammen. Die Prozesse in dieser Schicht sind mit meteorologischen Modellen immer noch schwer zu erfassen. Um die Vorhersagen zu verbessern, fördert der Deutsche Wetterdienst in den kommenden vier Jahren eine neue Professur für Grenzschichtmeteorologie an der Goethe-Universität mit 1,2 Millionen Euro.

Die bis zu tausend Meter dicke atmosphärische Grenzschicht kann so hoch werden wie der große Feldberg im Taunus. Hier findet der Feuchtigkeitsaustausch zwischen Boden und Luft statt, wird Wolkenbildung ausgelöst, die wiederum die Sonneneinstrahlung beeinflusst. Die verbesserte Beschreibung der Grenzschicht in der numerischen Wettervorhersage, insbesondere in den entsprechenden Modellen des Deutschen Wetterdienstes, verspricht eine zuverlässigere Vorhersage von extremen Wetterereignissen wie starkem Regen. Ebenso könnte sie exaktere Vorhersagen zu bodennahem Wind und zur Sonneneinstrahlung für die Windparks und Solaranlagen liefern.

„Eine exakte Wettervorhersage ist ohne eine gute Beschreibung der atmosphärischen Grenzschicht nicht möglich“, erklärt Prof. Ulrich Achatz vom Institut für Atmosphäre und Umwelt der Goethe-Universität. Schwierig zu beschreiben ist sie insbesondere in der Nacht. Tagsüber wird der Erdboden durch die solare Einstrahlung erwärmt. Der dadurch bedingte Temperaturabfall vom Boden bis in größere atmosphärische Höhen begünstigt die Ausbildung vergleichsweise gut beschreibbarer Turbulenzen. In der Nacht sinken die Temperaturen in Bodennähe; die Grenzschicht stabilisiert sich, und erfährt eine komplexe Wechselwirkung zwischen Turbulenz und atmosphärischen Wellen. Diese wird in den derzeit verwendeten Wettervorhersage-Programmen nur unzureichend berücksichtigt.

Gefördert werden die Professur sowie die Stellen eines Post-Doktoranden und zweier Doktoranden vom Hans Ertel Zentrum des Deutschen Wetterdienstes (DWD), das für die Dauer der Förderung auch einen eigenen Mitarbeiter zur Arbeit an der Universität abstellt. Mit diesem Programm, das 2015 in die zweite Förderphase geht, etabliert der DWD Forschungskooperationen mit deutschen Universitäten zu Themen, die für seine Arbeit relevant sind. An der Goethe-Universität wird das neue Forschungsfeld der Grenzschichtmeteorologie in die Lehre für den Bachelor- und Masterstudiengang Meteorologie integriert.

Informationen: Prof. Ulrich Achatz, Institut für Atmosphäre und Umwelt, Tel.: (069) 798- 40243, achatz@iau.uni-frankfurt.de