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Vorhersagbarkeit von Rossbywellenpaketen: Klimatologie und Eigenschaften der Dynamik

Rossbywellen sind von grundlegender Bedeutung für die Dynamik der Erdatmosphäre. Die Wettersysteme der mittleren Breiten sind häufig in deutlich ausgeprägten Rossbywellenpakete (RWP) eingebettet. Die Bedeutung dieser Wellenpakete für die Wettervorhersage wurde schon vor langem erkannt. Die Rolle der RWP als Vorläufer von Schwerwetterereignissen fand dabei besondere Beachtung. Im allgemeinen ist zu erwarten, dass RWP, da sie sich als großskalige Strömungsmerkmale gemäß balancierter Dynamik entwickeln, einen hohen Grad an Vorhersagbarkeit aufweisen, der sich auch günstig auf die Vorhersagbarkeit der eingelagerten, kleinskaligeren Wetterphänomene auswirkt. Andererseits hat eine Reihe von neueren Studien gezeigt, dass sich Vorhersagefehler und -unsicherheiten innerhalb von RWP ausbreiteten und anwachsen, was zu einer maßgeblichen Beeinträchtigung der Vorhersagbarkeit führen kann. Es steht damit die wichtige Frage im Raum: Unter welchen Bedingungen besitzen RWP eine hohe Vorhersagbarkeit und unter welchen Bedingungen besitzen sie eine geringe Vorhersagbarkeit? Die hier beantragte Arbeit wird zur Beantwortung dieser Frage einen wichtigen Beitrag leisten.Mithilfe dieses Antrags werden wir die Vorhersagbarkeit von RWP aus klimatologischer Sichtweise anhand von Ensemblevorhersagen über einen Zeitraum von 30 Jahren betrachten. Unser Ansatz betrachtet RWP als eigenständige, physikalisch aussagekräftige Einheiten, die durch spezifische Eigenschaften beschrieben werden können: Amplitude, Größe, Form und Lage. Die Vorhersagbarkeit dieser Eigenschaften werden wir aus den Ensembledaten bestimmen und ihre saisonale und regionale Abhängigkeit untersuchen, sowie die Abhängigkeit von der Dauer des RWP und der Phase im Lebenszyklus des RWP. Diese phänomenologische Untersuchung ergänzen wir durch eine prozess-basierte Untersuchung der RWP Dynamik. Das Ziel dabei ist es die Dynamik von RWP mit hoher bzw. niedriger Vorhersagbarkeit gegenüberzustellen, um dadurch ein besseres Verständnis der erheblichen Schwankung der RWP Vorhersagbarkeit zu gewinnen.

PGS: POLSTRACC / GWLCYCLE and SALSA: Teilnahme der universitären Partner an einer koordinierten Arktis Mission mit HALO

Ziel diesen Antrags ist die Teilnahme der universitären Partner an den Messungen der Kampagne PGS (POLSTRACC/ GWLCYCLE/ SALSA), die im Winter 2015/2016 durchgeführt werden sollen. An der geplanten HALO Kampagne sind die Universitäten Frankfurt, Mainz, Heidelberg und Wuppertal beteiligt. Die Universität Mainz ist kein voller Partner dieses Antrages, da es kein Projekt der Universität Mainz (AG Prof. Peter Hoor) in der letzten Phase des Schwerpunktprogramms gab. Der finanzielle Teil der geplanten Aktivitäten der Universität Mainz soll daher über die Universität Frankfurt abgewickelt werden. Der wissenschaftliche Beitrag der Universität Mainz ist allerdings in einer ähnlichen Weise dargestellt wie für die anderen universitären Partner. Das Ziel von PGS ist es, Beobachtungen einer großen Zahl verschieden langlebiger Tracer zur Verfügung zu stellen, um chemische und dynamische Fragestellungen in der UTLS zu untersuchen (POLSTRACC und SALSA) und die Bildung und Propagation von Schwerwellen in der Atmosphäre zu untersuchen. (GWLCYCLE). Die Universitäten Frankfurt und Wuppertal schlagen vor hierfür GC Messungen von verschieden langlebigen Spurengasen und von CO2 (Wuppertal) durchzuführen. Die Universität Mainz schlägt den Betrieb eines Laser Spektrometers für schnelle Messungen von N2O, CH4 und CO vor und die Universität Heidelberg plant Messungen reaktiver Chlor und Bromverbindungen mit Hilfe der DOAS Technik. Die wissenschaftlichen Studien, die mit den gewonnen Daten durchgeführt werden sollen, werden im Antrag umrissen. Es sind Studien zu Herkunft und Transport von Luftmassen in der UTLS, zu Transportzeitskalen und zum chemischen Partitionierung. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass diese wissenschaftlichen Arbeiten zwar hier umrissen werden, die Studien selbst aber aufgrund der begrenzten Personalförderung und der kurzen Laufzeit nicht Teil dieses Antrags sind. Ziel dieses Antrags ist es, die Vorbereitung und Integration der Messgeräte zu ermöglichen, die Messungen durchzuführen und die Daten für die Datenbank auszuwerten. Wir beantragen daher hier den universitären Anteil an den Missionskosten (incl. Zertifizierung der Gesamtnutzlast und der Flugkosten), die Personalmittel, Reisekosten und Verbrauchskosten für die Durchführung der Messungen.

Entwicklung eines EDV-unterstuetzten Entscheidungsinstruments zur Standortvorauswahl

Zur Loesung des Problems der Standortvorsorge werden erstellt eine Datenbank zur Erfassung der Besiedlungs- und Nutzungssituation der Bundesrepublik Deutschland sowie eine Methodenbank, um diese Daten umweltproblembezogen in Beziehung zu setzen. Die Datenbank beinhaltet insgesamt 100 raumbezogen organisierte Datensaetze zu Bevoelkerung, Nutzung, Infrastruktur, Orographie, Meteorologie usw. mit etwa 2 000 000 Daten. Die Methodenbank beinhaltet Analyseprogramme fuer regionale Nachbarschaftsverhaeltnisse, Integrationsprogramme ueber beliebigen Flaechenstrukturen, Bilanzierungsprogramme usw. insgesamt 30 Hauptprogramme und mit etwa 200 Hilfsprogrammen. Ausbreitungsprogramme werden zur Zeit eingebaut. Beispielhaft wird die Programmstruktur auf die Standortvorsorge fuer Kernkraftwerke angewendet; sie ist aber auch anwendbar fuer Standortvorsorge anderer Anlagen, Erstellung und Fortschreibung von Emissions/Immissionskataster, Kataster mit Gebieten hoher potentieller Gefaehrdung (auch entlang von Bahnstrecken und Strassen), Verkehrsnetzplanung mit Belaestigungsminimierung, graphisches Datenmanagement raumbezogener Daten.

Master tracks in different resolutions of ELISABETH MANN BORGESE cruise EMB383, Rostock - Rostock, 2025-07-19 - 2025-07-20

Raw data acquired by position sensors on board RV Elisabeth Mann Borgese during expedition EMB383 were processed to receive a validated master track which can be used as reference of further expedition data. During EMB383 data from the motion reference unit exail Phins Gen.3, the Trimble SPS356 GPS receiver, the Furuno GP-170 and the Furuno GP-150 GPS receiver were used to calculate the mastertrack. Data were downloaded from DAVIS SHIP data base (https://dship.bsh.de) with a resolution of 1 sec. Processing and evaluation of the data is outlined in the data processing report. Processed data are provided as a master track with 1 sec resolution derived from the position sensors' data selected by priority and a generalized track with a reduced set of the most significant positions of the master track.

Master tracks in different resolutions of ELISABETH MANN BORGESE cruise EMB382, Rostock - Rostock, 2025-07-15 - 2025-07-16

Raw data acquired by position sensors on board RV Elisabeth Mann Borgese during expedition EMB382 were processed to receive a validated master track which can be used as reference of further expedition data. During EMB382 data from the motion reference unit exail Phins Gen.3, the Trimble SPS356 GPS receiver, the Furuno GP-170 and the Furuno GP-150 GPS receiver were used to calculate the mastertrack. Data were downloaded from DAVIS SHIP data base (https://dship.bsh.de) with a resolution of 1 sec. Processing and evaluation of the data is outlined in the data processing report. Processed data are provided as a master track with 1 sec resolution derived from the position sensors' data selected by priority and a generalized track with a reduced set of the most significant positions of the master track.

Master tracks in different resolutions of ALKOR cruise AL635, Kiel - Kiel, 2025-06-30 - 2025-07-10

Raw data acquired by position sensors on board RV Alkor during expedition AL635 were processed to receive a validated master track which can be used as reference of further expedition data. During AL635 data from the Seapath 330 system, the Furuno GP-170 and the Furuno GP-150 GPS receivers were used to calculate the mastertrack. Data were downloaded from DAVIS SHIP data base (http://dship.bsh.de) with a resolution of 1 sec. Processing and evaluation of the data is outlined in the data processing report. Processed data are provided as a master track with 1 sec resolution derived from the position sensors' data selected by priority and a generalized track with a reduced set of the most significant positions of the master track.

Master tracks in different resolutions of ELISABETH MANN BORGESE cruise EMB369, Rostock - Rostock, 2025-06-23 - 2025-07-07

Raw data acquired by position sensors on board RV Elisabeth Mann Borgese during expedition EMB369 were processed to receive a validated master track which can be used as reference of further expedition data. During EMB369 data from the motion reference unit exail Phins Gen.3, the Trimble SPS356 GPS receiver, the Furuno GP-170 and the Furuno GP-150 GPS receiver were used to calculate the mastertrack. Data were downloaded from DAVIS SHIP data base (https://dship.bsh.de) with a resolution of 1 sec. Processing and evaluation of the data is outlined in the data processing report. Processed data are provided as a master track with 1 sec resolution derived from the position sensors' data selected by priority and a generalized track with a reduced set of the most significant positions of the master track.

Master tracks in different resolutions of ALKOR cruise AL634, Kiel - Kiel, 2025-06-16 - 2025-06-23

Raw data acquired by position sensors on board RV Alkor during expedition AL634 were processed to receive a validated master track which can be used as reference of further expedition data. During AL634 data from the Seapath 330 system, the Furuno GP-170 and the Furuno GP-150 GPS receivers were used to calculate the mastertrack. Data were downloaded from DAVIS SHIP data base (http://dship.bsh.de) with a resolution of 1 sec. Processing and evaluation of the data is outlined in the data processing report. Processed data are provided as a master track with 1 sec resolution derived from the position sensors' data selected by priority and a generalized track with a reduced set of the most significant positions of the master track.

Master tracks in different resolutions of ALKOR cruise AL633, Kiel - Kiel, 2025-05-24 - 2025-06-11

Raw data acquired by position sensors on board RV Alkor during expedition AL633 were processed to receive a validated master track which can be used as reference of further expedition data. During AL633 data from the Seapath 330 system, the Furuno GP-170 and the Furuno GP-150 GPS receivers were used to calculate the mastertrack. Data were downloaded from DAVIS SHIP data base (http://dship.bsh.de) with a resolution of 1 sec. Processing and evaluation of the data is outlined in the data processing report. Processed data are provided as a master track with 1 sec resolution derived from the position sensors' data selected by priority and a generalized track with a reduced set of the most significant positions of the master track.

Master track of ELISABETH MANN BORGESE cruise EMB383 in 1 sec resolution (zipped, 5 MB)

Raw data acquired by position sensors on board RV Elisabeth Mann Borgese during expedition EMB383 were processed to receive a validated master track which can be used as reference of further expedition data. During EMB383 data from the motion reference unit exail Phins Gen.3, the Trimble SPS356 GPS receiver, the Furuno GP-170 and the Furuno GP-150 GPS receiver were used to calculate the mastertrack. Data were downloaded from DAVIS SHIP data base (https://dship.bsh.de) with a resolution of 1 sec. Processing and evaluation of the data is outlined in the data processing report. Processed data are provided as a master track with 1 sec resolution derived from the position sensors' data selected by priority and a generalized track with a reduced set of the most significant positions of the master track.

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