Das Projekt "Forschergruppe (FOR) 1898: Mehrskalendynamik von Schwerewellen, Wechselwirkungen von Schwerewellen in der globalen Atmosphäre (GWING)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Max-Planck-Institut für Meteorologie.Interne Schwerewellen (SW) verbinden verschiedene Schichten der Atmosphäre von der Troposphäre bis zur Thermosphäre und treiben die großskalige Zirkulation der mittleren Atmosphäre an. Viele der für SW relevanten Prozesse, von ihrer Entstehung über die Ausbreitung bis zur Dissipation sind jedoch unvollständig verstanden und, wegen der geringen typischen Wellenlänge, meist schlecht in numerischen Wettervorhersage- und Klimamodellen repräsentiert. GWING ist eines der Projekte der Forschergruppe MS-GWaves, die darauf abzielt, unser Verständnis der oben angesprochenen multi-skalaren dynamischen Schwerewellenprozesse zu verbessern, um letztendlich eine einheitliche Parametrisierung der in Atmosphärenmodellen nicht auflösbaren Schwerewellen (und ihrer Effekte) von der Entstehung bis zur Dissipation zu entwickeln. Um hierzu beizutragen, ist das zentrale Ziel von GWING die Entwicklung und Anwendung des atmosphärischen Zirkulationsmodells UA-ICON. Mit diesem Modell integriert GWING das in der Forschergruppe MS-GWaves entwickelte Wissen. In der zweiten Phase von GWING stehen zwei übergeordnete wissenschaftliche Fragen im Fokus: a) Welche Bedeutung haben Eigenschaften von Schwerewellen, die in klassischen Parametrisierungen nicht berücksichtigt werden, also insbesondere horizontale und nicht-inständige Propagation sowie die Wechselwirkung transienter Wellen mit dem Grundstrom? b) Welche Rolle spielen Schwerewellen für die globale Zirkulation und ihre Variabilität? Um diese Fragen zu beantworten, werden wir UA-ICON global sowohl mit einer Maschenweite von etwa 20 km (d.h. mit Auflösung von SW bis etwa 100 km Wellenlänge) als auch mit grober Auflösung, dafür aber mit der State-of-the-art Parametrisierung MS-GWaM nutzen. Weiterhin werden spezielle Beobachtungsepisoden mit sehr hoch (ca. 1,5 km) aufgelösten Nestern simuliert. Zur Evaluation und Analyse werden diese Modellsimulationen mit Beobachtungen der Partnerprojekte zusammengeführt. Die wesentlichen Entwicklungsziele für UA-ICON in Phase 2 des Projekts sind dementsprechend die Implementierung von MS-GWaM (entwickelt im Partnerprojekt 3DMSD), die Einführung physik-basierter Schwerewellenquellen (zusammen mit 3DMSD und SV) und eine verbesserte Behandlung von SW bei sehr hoher Modellauflösung. Die Nutzung der verschiedenen UA-ICON-Konfigurationen wird schließlich erlauben, die Bedeutung bisher vernachlässigter Eigenschaften von SW zu untersuchen, d.h. die erste der oben genannten Fragestellungen zu beantworten. Ein spezielles Ziel im Rahmen von GWING ist diese Untersuchung für Episoden plötzlicher Stratosphärenerwärmungen, die durch sich schnell ändernde und zonal nicht symmetrische Bedingungen des Grundstroms gekennzeichnet sind. Im Hinblick auf die zweite übergeordnete Fragestellung, wird sich GWING auf a) die Rolle der SW und einer hohen Modellausdehnung für die Simulation von Zirkulationsänderungen bei globaler Erwärmung und b) die Rolle für die Güte von Wettervorhersagen konzentrieren.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1689: Climate Engineering: Risiken, Herausforderungen, Möglichkeiten?, Climate Engineering durch Modifikation der Arktischen Zirren im Winter: Risiken und Durchführbarkeit (AWiCiT)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Department Troposphärenforschung.Das sogenannte 'Climate Engineering' beschreibt ein gezieltes Eingreifen ins Klimasystem mit dem Ziel, der globalen Erwärmung entgegen zu wirken. Zusätzlich zu dem Entfernen von Kohlendioxid und der Beeinflussung von Solarstrahlung (solar radiation management), wurde eine Methode vorgeschlagen, die zu mehr Emission von langwelliger Strahlung in den Weltall führen soll. Hierbei soll der wärmende Effekt der Zirruswolken reduziert werden. Wir wollen diese Methode in unserem Forschungsantrag genauer untersuchen. Wir planen uns auf die mittleren und hohen Breiten der Nordhemisphäre im Winter zu konzentrieren, um die Strahlungseffekte von Zirren auf die Solarstrahlung zu minimieren. Insbesondere möchten wir folgender Frage nachgehen: Ist das Ausdünnen von arktischen Zirren im Winter (AWiCiT) durchführbar und was ist die maximale Abkühlung, die hiermit erreicht werden kann? Die hiermit verbundenen Risiken und Nebenwirkungen des AWiCiT wollen wir auf der regionalen Skala hinsichtlich möglicher Änderungen der arktischen Stratosphäre insbesondere Auswirkungen auf die Ozonschicht sowie mögliche Veränderungen in tiefer liegenden Wolken mit dem gekoppelten Wettervorhersage/Chemiemodell ICON-ART studieren. Mögliche Auswirkungen auf die globale Zirkulation, Meeresströmungen sowie die Meereisbedeckung werden mit Hilfe des globalen gekoppelten Aerosol-Atmosphären-Ozean Klimamodells MPI-ESM-HAM untersucht. Um die oben genannten Fragen zu beantworten, müssen wir die gegenwärtigen globalen Zirkulationsmodelle validieren insbesondere hinsichtlich ihrer Fähigkeit die beobachtete Ausbreitung und Höhe der Zirruswolken im arktischen Winter zu reproduzieren. Des Weiteren werden wir die Transportwege der natürlichen Eiskeime und der Impf-Eiskeime unten den dynamischen Bedingungen im arktischen Winter analysieren um die Lebensdauer der Impf-Eiskeime in der Impfregion abzuschätzen. Sind die Höhen und Flugrouten der kommerziellen Langstreckenflüge geeignet um einen Großteil des Arktischen Zirrus zu impfen oder sollte die Impfgegend in mittlere Breiten ausgedehnt werden? Ist Bismut(III)-iodid (BiI3), das als Impf-Eiskeim hierfür vorgeschlagen wird, unter diesen Umständen der am besten geeignete Impfstoff? Das Ausdünnen der Zirren ist nur dann effektiv, wenn der natürlich Zirrus hauptsächlich durch homogenes Gefrieren von Lösungströpfchen entsteht. Wenn er primär durch heterogene Nukleation gebildet werden würde, würde Impfen zu einer Erwärmung statt Abkühlung führen können. Deshalb müssen die Eigenschaften der Zirren noch besser verstanden werden, insbesondere der Anteil der Zirren, der im heutigen Klima durch heterogene Nukleation gebildet wird.
Das Projekt "Direkte Beobachtung von Elementarprozessen bei der heterogenen Eis- Nukleation durch nichtlineare optische Spektroskopie: Die Rolle von Hydroxyl-Gruppen an den Oberflächen von mineralischen Aerosolpartikeln" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Meteorologie und Klimaforschung, Atmosphärische Aerosolforschung.Wolken beeinflussen den Energiehaushalt durch Streuung des Sonnenlichts und Absorption der Wärmestrahlung der Erde und gelten daher als wichtiger Faktor im Klimasystem. Die Untersuchung von atmosphärischen Prozessen im Allgemeinen und der Eisnukleation im Besonderen ist von grundlegender Bedeutung für unser Verständnis der mit Wolkenbildung, Niederschlagsentwicklung und Wechselwirkung mit der Strahlung zusammenhängenden Mechanismen. Mineralstaub, der den größten Teil der atmosphärischen Aerosole ausmacht, kann bei geringen Sättigungen und Temperaturen, die über dem homogenen Gefrierpunkt liegen, Eisbildung initiieren und auf diese Weise die Wolkendynamik und auch die Mikrophysik sowie die Eigenschaften der Wolken beeinflussen. Trotz zahlreicher Untersuchungen zum Einfluss von Partikelgröße und Oberflächeneigenschaften von Eiskeimen wissen wir über die heterogene Eisnukleation auf molekularer Ebene immer noch sehr wenig. Übergeordnetes Ziel des vorliegenden Projektverlängerungsantrags ist die Untersuchung der Bedeutung von OH-Gruppen an den Oberflächen mineralischer Aerosolpartikel in heterogenen Eisnukleationsprozessen mit Hilfe der nichtlinearen optischen (NLO-)Spektroskopie und insbesondere der Summenfrequenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen. Im DFG-Projekt AB 604/1-1 wurde bereits der Grundstein für das neue Forschungsfeld (Atmosphärische Oberflächenwissenschaft) am IMK-AAF des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gelegt. Das Projekt hat deutlich gezeigt, dass sich die NLO-Spektroskopie für die Untersuchung von heterogenen Eisnukleationsprozessen auf molekularer Ebene eignet. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Projekts sollen daher im Wesentlichen Wasser und Hydroxylgruppen an den Oberflächen zweier atmosphärisch relevanter Mineraloxide mit unterschiedlichem Eisnukleationsvermögen (Feldspat und Quarz) während des heterogenen Gefrierens untersucht werden. Mit Hilfe der Summenfrequenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen sollen die Grenzflächenwasser (flüssig und Eis) auf mineralischen Oberflächen analysiert sowie der Einfluss der OH-Gruppen an der Oberfläche auf den heterogenen Gefrierprozess bestimmt werden. Die hier geplanten Untersuchungen werden als Grundlage für eine deterministische Beschreibung des Prozesses des heterogenen Gefrierens an atmosphärischen Aerosolpartikeln mineralischen Ursprungs dienen. Solche Studien sind für unser Verständnis der atmosphärischen Prozesse und somit auch des Klimasystems von großer Bedeutung und darüber hinaus auch im Hinblick auf die lokale Wettermodifikation (z.B. Wolkenimpfung, Hagelabwehr) und die Klimaschutzpolitik von besonderem Interesse.
Das Projekt "Quantifizierung sekundärer Eisbildungsmechanismen: das Zersplittern gefrierender Tropfen gegen Tropfen-Eispartikel-Kollision" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e.V..Eine verlässliche Modellierung der Wolkenprozesse für die Wetter- und Klimavorhersage bedarf eines fundierten Verständnisses der Eisbildung in Mischphasenwolken. Jedoch überschreiten in situ gemessene Eiskristallkonzentrationen oft die Konzentration der eisnukleierenden Partikel um mehrere Größenordnungen. Motiviert durch diese Diskrepanz sucht die Atmosphärenforschungsgemeinschaft nach Sekundären Eisbildungsmechanismen (SIP), d.h. Prozessen, bei denen zusätzliche Eispartikel zum Beispiel durch Fragmentierung vorhandener Eispartikel oder während des Tropfengefrierens gebildet werden.In Zusammenarbeit zwischen dem Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) in Leipzig und dem Institut für Meteorologie und Klimaforschung des Karlsruher Institutes für Technologie (KIT) planen wir, zwei mögliche SIP Mechanismen zu untersuchen: die Bildung von sekundären Eispartikeln, verursacht durch (A) Tropfen-Eispartikel Kollisionen (Eissplitterentstehung) und (B) dem Zersplittern gefrierender Tropfen. Es wird angenommen, dass diese zwei SIP Mechanismen in Mischphasenwolken besondere Relevanz besitzen.Folgende Hauptziele wird das geplante Projekt umfassen: (1) die Entwicklung eines neuen experimentellen Aufbaus (Ice Droplet splintEring and FragmentatIon eXperiment, IDEFIX), um die Bildung sekundärer Eispartikel durch (A) und (B) zu untersuchen, (2) die Identifizierung des physikalischen Mechanismus der sekundären Eisbildung mittels Hochgeschwindigkeitsvideoüberwachung eines SIP Ereignisses, (3) die Quantifizierung der Anzahl sekundärer Eispartikel in Abhängigkeit von der Temperatur, Tropfengröße und Aufprallgeschwindigkeit (A) und von der Tropfengröße und -zusammensetzung (B), und (4) die Entwicklung von Parametrisierungen beider SIP Mechanismen (A) und (B). Diese Parametrisierungen werden von externen Kooperationspartnern in Modellen, die Wolkenmikrophysik auflösen, für die Beschreibung der SIP Mechanismen angewendet.Bei der Entwicklung von IDEFIX werden wir von der langjährigen Erfahrung beider Kooperationspartner profitieren: die Expertise des TROPOS Teams bzgl. der Tropfen-/Eisbildung und des Tropfen-/Eispartikelwachstums und Verdunstung in einem wohl definierten thermodynamisch kontrollierten System, sowie der Detektion dieser Hydrometeore, und der Expertise des KIT Teams für die Hochgeschwindigkeitsvideobeobachtung von freischwebenden gefrierenden Tropfen. Das modulare Design von IDEFIX ermöglicht es beiden Kooperationspartnern ihre Möglichkeiten für die Modulentwicklung vor Ort auszuschöpfen und dann beim Experimentieren in einer Reihe von Messkampagnen, die am TROPOS durchgeführt werden, zusammenzuführen.
Das Projekt "H2020-EU.3.5. - Societal Challenges - Climate action, Environment, Resource Efficiency and Raw Materials - (H2020-EU.3.5. - Gesellschaftliche Herausforderungen - Klimaschutz, Umwelt, Ressourceneffizienz und Rohstoffe), Advanced Prediction in Polar regions and beyond: Modelling, observing system design and LInkages associated with ArctiC ClimATE change (APPLICATE)" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.Arctic climate change increases the need of a growing number of stakeholders for trustworthy weather and climate predictions, both within the Arctic and beyond. APPLICATE will address this challenge and develop enhanced predictive capacity by bringing together scientists from academia, research institutions and operational prediction centres, including experts in weather and climate prediction and forecast dissemination. APPLICATE will develop a comprehensive framework for observationally constraining and assessing weather and climate models using advanced metrics and diagnostics. This framework will be used to establish the performance of existing models and measure the progress made within the project. APPLICATE will make significant model improvements, focusing on aspects that are known to play pivotal roles in both weather and climate prediction, namely: the atmospheric boundary layer including clouds; sea ice; snow; atmosphere-sea ice-ocean coupling; and oceanic transports. In addition to model developments, APPLICATE will enhance predictive capacity by contributing to the design of the future Arctic observing system and through improved forecast initialization techniques. The impact of Arctic climate change on the weather and climate of the Northern Hemisphere through atmospheric and oceanic linkages will be determined by a comprehensive set of novel multi-model numerical experiments using both coupled and uncoupled ocean and atmosphere models. APPLICATE will develop strong user-engagement and dissemination activities, including pro-active engagement of end-users and the exploitation of modern methods for communication and dissemination. Knowledge-transfer will also benefit from the direct engagement of operational prediction centres in APPLICATE. The educational component of APPLICATE will be developed and implemented in collaboration with the Association of Early Career Polar Scientists (APECS).
Das Projekt "WTZ Russland: QUARCCS: Quantifizierung schneller Klimaänderungen in der Arktis: Regionale Rückkopplungen und großskalige Einflüsse, WTZ Russland: QUARCCS: Quantifizierung schneller Klimaänderungen in der Arktis: Regionale Rückkopplungen und großskalige Einflüsse" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung - Institut AWI - Forschungsstelle Potsdam.Unser Projekt zielt darauf ab die Klimaänderungen in der Arktis zuverlässig zu quantifizieren und zwar auf der Basis einer detaillierten Analyse von langjährigen Stationsdaten (z.B. in Spitzbergen, auf russischen Driftstationen und Bojen) sowie Satellitendaten (z.B. von CryoSat-2). Die beobachteten Trends in meteorologischen Parametern (z.B. Lufttemperatur und Feuchte, kurz- und langwellige Strahlung) und Meereisparametern (Ausdehnung, Drift, Dicke) und die Zusammenhänge zwischen atmosphärischen und ozeanischen Bedingungen werden wir nutzen, um Simulationen mit dem regionalen gekoppelten Atmosphäre-Eis-Ozean-Klimamodell der Arktis HIRHAM-NAOSIM zu evaluieren. Um unser Verständnis der Prozesse und Rückkopplungen zu vertiefen, werden Modellsensitivitätsstudien arktischer Schlüsselprozesse (z.B. Meereisalbedo, Oberflächenrauhigkeit, Mischphasenwolken) durchgeführt, die dann die Darstellung dieser Prozesse in regionalen und globalen Klimamodellen (ECHAM6, ECHAM6-FESOM) verbessern. Darüber hinaus werden wir untersuchen, wie diese Schlüsselprozesse und ihre Änderungen das Wetter und Klima in Eurasien beeinflussen und welche Mechanismen hier zugrunde liegen. Zusätzlich wird untersucht, wie z.B. Meereisanomalien die Zyklonen-Zugbahnen, die großskaligen atmosphärischen Wellenmuster, den Strahlstrom und damit extreme Wetterereignisse in mittleren Breiten (z.B. winterliche Kälteperioden) verändern können. Extreme Wettereignisse wie z.B. starke Stürme und die damit verbundene Meereisdrift und -deformation können sozioökonomische Auswirkungen haben, und z.B. die Schiffbarkeit der Nordostpassage beeinflussen. Für verschiedene Szenarien werden daher Navigationsrisiken und Kriterien von Meereisbedingungen berechnet und so mögliche Folgen des Klimawandels abgeschätzt. Klimatische Veränderungen, insbesondere der Meereisbedeckung, beeinflussen auch die pelagischen Ökosysteme.
Das Projekt "Strategien zur Anpassung von Kulturpflanzen an den Klimawandel (BayKlimaFit), Schwerpunktthema 3: Symbionten und Schaderreger - Toleranz gegenüber Umweltstress in Zeiten des Klimawandels - Teilprojekt 10: Krankheitsresistenz klimaangepasster Gerstensorten" wird/wurde gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Lehrstuhl für Phytopathologie.Das Projekt bearbeitet die Frage, in wie weit bei Gerste eine Resistenz gegenüber lokalen Klimafaktoren mit einer Resistenz gegenüber biotischen Schadfaktoren gekoppelt ist. Darüber hinaus wird geklärt, ob sich die historische Entwicklung von Krankheitsverläufen in der Gerste über Veränderungen des Wetters oder Klimas erklären lassen. Die Ergebnisse des Projektes können in Form von selektierten Markern direkt in der praktischen Pflanzenzüchtung in Bayern eingesetzt werden.
Das Projekt "Water resources under climatic stress - An integrated assessment of impacts on water availability and water quality under changing climate and land use" wird/wurde gefördert durch: Klima- und Energiefonds (KLI.EN). Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität für Bodenkultur Wien, Institut für nachhaltige Wirtschaftsentwicklung.Climate change is one of the major challenges of our time and adds considerable stress to the human society and environment. A change in climate will not only shift general weather patterns (e.g. increasing winter precipitation in Northern Europe and decreasing summer precipitation in Southern and Central Europe), but also might increase the recurrence of extreme weather events such as drought and heavy rainfall. These changes are likely to pose major threats on water resources over the next decades. Direct impacts may include rising temperatures that will affect biological processes (e.g. growth, activities) and chemical (equilibriums and solubility) processes. Changing precipitation patterns e.g. alters nutrient loads emitted from non-point sources as well as changing low flow conditions alter stream concentrations form point source pollutions. Indirectly, a changing climate impacts major water users such as agriculture and leads to adaptation with possible effects on water quality. Possible agricultural adaptation strategies include changes in land use intensity, cultivar, crop species, livestock numbers and irrigation regimes. Although there have been a number of studies on the effect of climate change on crop management and productivity, most of them do not consider the environmental implications of these adaptation strategies. As agriculture is not only a major user of water resources (rain water and irrigation), but also one of the main contributors to the pollution of surface and ground waters, land use changes and production intensities may severely affect the quantity and quality of water bodies. In consequence, modifications in land use induced by climate and socioeconomic changes might not only threaten the availability of water resources (e.g. as drinking water or irrigation water), but also influence the compliance with the good ecological and chemical status according to the EU Water Framework Directive. The objective of this project is to develop and apply an integrative and interdisciplinary methodology to address the following main research questions: - How do climate and socio-economic changes affect Austrian land use and management intensities, the induced nutrient losses and consequently the quality and quality of surface and groundwater water bodies? - What are the direct and indirect impacts of these changes on chemical and biological processes in surface water? - Which cost-effective agricultural adaptation measures can counteract the adverse direct and indirect impacts of climate change on agricultural production, water resources, and water quality in Austria? - How big are the associated impact uncertainties and how can they be communicated to stakeholders?
Das Projekt "Biological ice nucleators at tropospheric cloud height" wird/wurde gefördert durch: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Basel, Umweltgeowissenschaften.Biological ice nucleators (IN) are the most abundant agents to catalyze ice formation at warm temperatures (greater than -10 oC). Yet, the relevance of biological ice nucleation for cloud processes, such as initiating precipitation, remains ambiguous. Very little is known about abundance and nucleation spectra of biological IN at tropospheric cloud altitudes. Equally unknown is the relative importance of different kinds of biological IN in this part of the atmosphere, its likely change with seasons, with weather and air mass origin. In this project we address four major questions to shed more light on these issues: What are the abundance and nucleation spectra of warm-temperature ice nuclei (active between -3 and -13 oC) at tropospheric cloud altitude? Do abundance and nucleation spectra correlate with (a) season / weather, (b) source region and/or (c) aerosol number-size distribution of air masses? What are the relative contributions to the total number of IN by intact micro-organisms and by biological residues on soil dust? Do we find Pseudomonas syringae, currently considered the most ubiquitous and most efficient warm-temperature ice nucleus, in air masses with high numbers of IN active at warm temperatures? Field work will take place at the High Alpine Research Station Jungfraujoch located in the Swiss Alps at 3580 m above sea level. Air masses surrounding the station are presumed to be representative for the lower troposphere above the continent (more precise characterisation will be done with our two atmospheric 222Rn monitors at Bern and on Jungfraujoch (http://radon.unibas.ch/) as part of ongoing work at the institute, but outside the scope of this proposal). The station is frequently within clouds. To address our questions, air will be sampled over two years during a total of 18 weeks with liquid impingers and analysed at the station in drop freeze tests for abundance and nucleus spectra (Question 1). High-resolution transport simulations (FLEXPART) by our collaborator Dr. Stefan Henne (Air Pollution / Environmental Technology, Empa, Switzerland) will enable us to identify the main source regions (Question 2b). Data on number-size distributions of total aerosol during our sampling campaigns (Question 2c) becomes available through the collaboration with Dr. Ernest Weingartner (Head, Aerosol Physics Group, Laboratory of Atmospheric Chemistry, PSI, Switzerland). Differentiation between bacteria, spores, and biological residues associated with soil dust (Question 3), and isolation of Pseudomonas syringae, (Question 4) is done in close collaboration with the group of Dr. Cindy Morris (Director, Plant Pathology Research, INRA, Avignon, France).
Das Projekt "Diabatic processes in North Atlantic weather systems: dynamics and impact on forecast errors" wird/wurde gefördert durch: Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Atmosphäre und Klima.Extratropical cyclones and persistent anticyclones, also referred to as atmospheric blockings, are key synoptic-scale weather systems that strongly determine the evolution of daily weather in Europe. Recent research has quantified that also many extreme events are linked to the passage of these systems; e.g., extreme precipitation and wind co-occur frequently with cyclones. It is therefore of crucial importance to understand the dynamics of cyclones and blockings and the reasons why their prediction at times fails. A central aspect, which has been increasingly considered during the last years, is the interaction of dry dynamical and moist physical processes for the dynamics and forecasting of cyclones and blockings. In our current SNF project and in accompanying group activities, we have been mainly focusing on the role of moist ascending airstreams in extratropical cyclones, so-called warm conveyor belts (WCBs), and could clarify their role for the formation of low-level positive and upper-level negative potential vorticity (PV) anomalies, both in detailed case study simulations and from a climatological point of view. Due to their cross-isentropic transport of low-PV air into the upper-level ridges, WCBs tend to intensify these ridges and modify the downstream flow at the level of the jet stream. The cloud microphysical processes within the ascending WCB air have been investigated, leading to a refined picture of the various phase transitions and the related release of latent heat associated with the cloud and precipitation mechanisms in WCBs. The aircraft field experiment T-NAWDEX-Falcon, to which we will contribute in October 2012, will provide in-situ observations of these complex processes. In this continuation project, novel aspects of the role of diabatic processes for the evolution of cyclones and blockings will be addressed, which extend our current work on WCBs. To further advance the understanding of these fundamental and complex processes, the main objectives of this project are to (i) investigate the role of positive low-level PV anomalies in WCBs for the evolution of the associated cyclones, (ii) identify the impact of various cloud microphysical processes on the mesoscale PV structures within cyclones, (iii) quantify the evolution of cirrus cloud properties and associated radiative impact in the WCB outflow, (iv) utilize observational data from the aircraft field experiment T-NAWDEX-Falcon to better characterize these processes in nature and for assessing the accuracy of their implementation in numerical models, and (v) assess the role of microphysical PV modifications for the quality of weather system predictions. The project will also contribute to the aircraft experiment ML-CIRRUS in 2014 and to the planning of an international T-NAWDEX activity in 2015. usw.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 30 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 30 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 30 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 18 |
| Englisch | 17 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 23 |
| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 26 |
| Lebewesen & Lebensräume | 29 |
| Luft | 30 |
| Mensch & Umwelt | 30 |
| Wasser | 29 |
| Weitere | 30 |