Description: Ein neuartiges, integriertes Modellsystem für die Simulation des regionalen Klimas und von Rückkopplungsprozessen auf der konvektionserlaubenden Skala wird entwickelt. Dazu wird das Pflanzenwachstumsmodell GECROS in das WRF-NOAH-Modellsystem integriert. Das WRF-NOAH-Modell wird optimiert in Bezug auf die Darstellung orographischer und atmosphärischer Prozesse sowie von Austauschprozessen an der Landoberfläche. Das Ziel ist eine verbesserte Simulation des Wasser- und Energiekreislaufs zwischen Agrarflächen, der planetarischen Grenzschicht und der freien Atmosphäre. Das gekoppelte System WRF-NOAH-GECROS wird im Zeitraum 1989-2014 verifiziert. Fortschritte in der Repräsentation des Landoberflächenaustauschs und des Pflanzenwachstums basieren auf Feldmessungen mittels in-situ- und Fernerkundungssystemen. Kernelemente sind Eddy-Kovarianz-Stationen und 3D-Wasserdampf- und Temperaturmessungen mit Lidar. Diese Daten werden zur genaueren Parametrisierung von turbulenten Flüssen und für die Schließung des Energiehaushaltes an der Landoberfläche eingesetzt. Mit diesem Ansatz werden Rückkopplungs-prozesse zwischen der Bodenfeuchte, der Vegetation, der Grenzschicht und der Wolken- und Niederschlagsbildung sowie der raum-zeitlichen Niederschlagsverteilung in Südwestdeutschland im Detail erforscht. Diese Untersuchungen schließen sowohl Trends der Temperatur und des Niederschlags als auch deren Extreme wie sommerliche Hitzeperioden ein, die dezidiert modelliert und verifiziert werden. Schließlich wird dieses Modellsystem vorbereitet zur Kopplung mit einem Multi-Agenten-Landnutzungs-Modell.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Niederschlagsintensität
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Getreide
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Synergistische Wirkung
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Vegetation
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Fluss
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Südwestdeutschland
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Kalibrierung
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Lidar
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Wasserdampf
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Getreideproduktion
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Agrarlandschaft
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Bodenkunde
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Regenwasser
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Orographie
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Temperaturmessung
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Globale Erwärmung
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Geoinformation
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Hitzewelle
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Regionales Klimamodell
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Modellierung
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Klimamodell
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Mesoklima
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Messdaten
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Simulation
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Wasserkreislauf
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Wolke
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Bodenfeuchte
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Energiebilanz
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Feldstudie
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Planetarische Grenzschicht
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Globale Veränderung
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Klimafolgen
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Extremwetter
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Kenngröße
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Klimawandel
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Niederschlag
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Regionale Verteilung
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Turbulenz
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Atmosphäre
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Landwirtschaftliche Fläche
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Erdoberfläche
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Atmosphärischer Prozess
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Fernerkundung
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Grenzschicht
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in situ
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Konvektion
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GECROS
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Wechselwirkung
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WRF-NOAH-Modell
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Austauschprozess
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Eddy-Kovarianz-Methode
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Pflanzenwachstum
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Wachstum [biologisch]
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Zeitverlauf
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Rückkopplung
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Region:
Baden-Württemberg
Bounding boxes:
9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
-
Deutsche Forschungsgemeinschaft (Geldgeber*in)
-
Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt GmbH, Institut für Bodenökologie (IBOE) (Mitwirkende)
-
Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Betriebslehre der Agrar- und Ernährungswirtschaft (Mitwirkende)
-
Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
-
Universität Hohenheim, Institut für Agrar- und Sozialökonomie in den Tropen und Subtropen, Fachgebiet Ökonomik der Landnutzung in den Tropen und Subtropen (Josef G. Knoll Professur) (490e) (Mitwirkende)
-
Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Biogeophysik (Mitwirkende)
-
Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Bodenbiologie (Mitwirkende)
-
Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften (340), Fachgebiet Düngung und Bodenstoffhaushalt (340i) (Mitwirkende)
-
Universität Hohenheim, Institut für Landschafts- und Pflanzenökologie, Fachgebiet Pflanzenökologie und Ökotoxikologie (320b) (Mitwirkende)
-
Universität Hohenheim, Institut für Landwirtschaftliche Betriebslehre, Fachgebiet Produktionstheorie und Ressourcenökonomik im Agrarbereich (Mitwirkende)
-
Universität Hohenheim, Institut für Physik und Meteorologie (Betreiber*in)
-
Universität Hohenheim, Institut für Tropische Agrarwissenschaften (Hans-Ruthenberg-Institut), Fachgebiet Pflanzenbau in den Tropen und Subtropen (490e) (Mitwirkende)
Time ranges:
2012-02-01 - 2015-01-31
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: P1: Water and energy cycling between croplands and the atmosphere: Field studies and integrated climate simulations on the convection-permitting scale
Description: An integrated atmosphere-land-surface-crop model (WRF-NOAH-GECROS) system for simulating regional climate and feedback processes on the convection-permitting scale will be developed. For this purpose, the crop growth model GECROS will be integrated in the WRF-NOAH model. The WRF-NOAH model will be optimised with respect to the representation of orographic, atmospheric, and land-surface exchange processes. The objective is an improved simulation of water and energy cycling between croplands, atmospheric boundary layer (ABL) and the free atmosphere. The WRF-NOAH-GECROS model system will be verified with respect to observations in the period 1990-2014. Advances in the representation of land-surface exchange and crop growth dynamics will be based on extensive field measurements. Particularly, a synergy between eddy covariance stations and novel 3D water-vapour and temperature lidar systems will be operated. Their data will be extensively applied for improving the calibration of parameters and the parameterisation of turbulent fluxes in WRF-NOAH-GECROS as well as for closing the surface energy balance. This will enable us to study the subtle feedback chain between changes of soil moisture and crop properties, atmospheric boundary layer and cloud properties as well as the amount and distribution of precipitation from the field scale to SW-Germany. Not only temperature and precipitation trends but also extreme events such as more frequent summer heat wave periods will be simulated and verified. The model system will also be prepared for coupling with a Multi-Agent land-use model.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1041916
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