Sektion Frankfurt
1. Fachsitzung 2015: Urbane Räume im Klimawandel – Herausforderungen und Lösungsvorschläge
Vortragender: Dr. P. Becker
Vizepräsident, Leiter Geschäftsbereich Klima und Umwelt
Deutscher Wetterdienst
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Termin: Mittwoch, 21.1.2015, 15.15 Uhr
Ort: Deutscher Wetterdienst
Konferenzbereich BLAU
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Zusammenfassung: In urbanen Räumen führen die dichte Bebauung, das Fehlen von Vegetation und die anthropogene Freisetzung von Wärme und Luftverunreinigungen zu höheren Lufttemperaturen und zur Veränderung der Niederschlagsverteilung in der Stadt und der Umgebung. Wegen des hohen Versiegelungsanteils besteht bei Starkniederschlägen auch eine erhöhte Überflutungsgefahr. Die Projektionsrechnungen des Weltklimarates (IPCC) lassen für den weiteren Verlauf dieses Jahrhunderts eine deutliche Klimaerwärmung und eine Zunahme in der Häufigkeit, Andauer und Intensität von extremen Wetterereignissen erwarten. Da die Mehrheit der Bevölkerung in Städten lebt und da die städtische Infrastruktur sehr vulnerabel gegenüber extremen Wettereignissen ist, sind Städte in besonderem Maße vom Klimawandel betroffen. Die Klimaanpassung ist daher eine große Herausforderung für die Stadt- und Raumplanung. Der Vortrag gibt einen Einblick in Werkzeuge und Methoden, die zur Lösung der Herausforderungen des urbanen Klimawandels genutzt werden können. Eine große Rolle spielen hierbei moderne Messtechniken wie das hochauflösende Niederschlagsradar und computergestützte Simulationsmodelle für das Stadt- und Gebäudeklima sowie für die Abwässer in Kanalnetzen. Da Studien für individuelle Kommunen sehr aufwändig sind, besteht auch großer Bedarf an internetbasierten Beratungswerkzeugen, bei der Nutzer interaktiv Informationen zur Wirksamkeit von Anpassungsmaßnahmen in ihrer Kommune abfragen können.
2. Fachsitzung 2015: ICON: Das neue Wettervorhersagemodell des DWD
Vortragender: Dr. G. Zängl
Deutscher Wetterdienst
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Termin: Mittwoch, 11.2.2015, 15.15 Uhr
Ort: Deutscher Wetterdienst
Konferenzbereich BLAU
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Zusammenfassung: Seit dem 20.01.2015 befindet sich ICON, das neue globale Wettervorhersagemodell des DWD, im operationellen Betrieb. Es wurde seit 2004 in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) in Hamburg entwickelt. ICON steht für ICOsahedral Nonhydrostatic Model, was bedeutet, dass ICON wie sein Vorgängermodell GME ein Ikosaeder-basiertes Gitter verwendet, im Unterschied zum GME die kompletten nichthydrostatischen Bewegungsgleichen löst. Letzteres ist nötig, um ICON zukünftig auch für Maschenweiten unter 10 km uneingeschränkt einsetzen zu können. Darüber hinaus bietet ICON die Möglichkeit, über die sog. zwei-Wege-Nestung gleichzeitig mehrere ineinandergeschachtelte Modellgebiete mit unterschiedlicher Auflösung zu betreiben. Dank dieser Option wird ICON in der Lage sein, neben dem GME in einigen Monaten auch das derzeit mit 7 km Maschenweite betriebene COSMO-EU zu ersetzen. Mit der am MPI-M entwickelten Ozeankomponente sowie der aus dem derzeitigen Klimamodell ECHAM übernommenen Physikpaket wird ICON zukünftig außerdem für die Berechnung von Jahreszeitenvorhersagen und längerfristigen Klimaprojektionen einsetzbar sein. Das vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelte und in das ICON-Modellsystem implementierte ART-Modul (Aerosols and Reactive Trace Gases) ermöglicht zudem vielfältige Anwendungen im Bereich der Umweltmodellierung und Ausbreitungsrechnung (z.B. Vulkanasche, Pollen). In der aktuellen DWD-Konfiguration wird ICON mit einer einheitlichen Maschenweite von 13 km und 90 Modellflächen mit einem Oberrand von 75 km betrieben. Das bisherige GME hatte lediglich eine Maschenweite von 20 km und 60 Modellflächen. Dank der höheren Auflösung sowie modernerer Parameterisierungen für diverse physikalische Prozesse (z.B. Konvektion und Strahlung) erreicht ICON eine spürbar bessere Vorhersagequalität als das GME. Weitere Verbesserungen werden durch die bevorstehende Inbetriebnahme des Europa-Nestgebiets mit einer Maschenweite von 6,5 km sowie die Einführung einer Ensemble-basierten Datenassimilation erwartet. Im Vortrag wird zunächst ein kurzer Überblick über die Entwicklungsgeschichte des ICON-Modells sowie dessen Unterschiede zum GME gegeben. Anschließend wird anhand von Verifikationsergebnissen gegen Beobachtungen und Analysen die Verbesserung der Vorhersagequalität gegenüber dem GME demonstriert. Mittels ausgewählter Fallstudien wird schließlich ein Überblick über zukünftige Anwendungsmöglichkeiten des gekoppelten ICON-ART-Modells gegeben.
3. Fachsitzung 2015: Integration der Photovoltaik Einspeisung in das Deutsche Energieversorgungssystem
Vortragender: Y.-M. Saint-Drenan
Fraunhofer Institut IWES
Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES
Königstor 59
34119 Kassel
Termin: Mittwoch, 01.04.2015, 15.15 Uhr
Ort: Deutscher Wetterdienst
Konferenzbereich BLAU
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Zusammenfassung: Durch den wachsenden Anteil wetterabhängiger Energiequellen nimmt die Wichtigkeit der erneuerbaren Energien in der Energiewirtschaft stetig zu. Das deutsche Energieversorgungssystem hängt damit zunehmend von meteorologischen Einflussgrößen ab. Mit mehr als 1,5 Millionen installierten Anlagen und einer installierten Kapazität von insgesamt 37 GWp ist die Bedeutung der Solarstromeinspeisung in den letzten Jahren enorm gewachsen. In dieser Präsentation werden zunächst die verschiedenen Mechanismen für die Integration der Stromeinspeisung aus EEG Anlagen in das deutsche Energieversorgungssystem vorgestellt. Dabei wird die Wichtigkeit der Wettervorhersage für die Integration der erneuerbaren Energien aufgezeigt. Außerdem wird ein kurzer Überblick über die Modellierung von PV-Anlagen gegeben und die Problematik erörtert, welche aus der Berechnung von mehr als 1,5 Millionen Anlagen resultiert. Beispielhafte PV-Leistungsprognosen mit höheren Fehlern werden im Anschluss vorgestellt und diskutiert.
4. Fachsitzung 2015: Schritte in Richtung einer verbesserten Parametrisierung atmosphärischer Schwerewellen
Vortragender: Prof. Dr. U. Achatz
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt
Institut für Atmosphäre und Umwelt
Fachbereich Geowissenschaften/Geographie
Altenhöferallee 1
60438 Frankfurt am Main
Termin: Mittwoch, 29.04.2015, 15.15 Uhr
Ort: Deutscher Wetterdienst
Konferenzbereich BLAU
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Zusammenfassung: Eine Verlässlichkeit von Vorhersagen des Klimawandels ist nur dann gegeben, wenn die dabei verwendeten numerischen Modelle das gegenwärtige Klima aus den richtigen Gründen korrekt simulieren. Eine Unsicherheit stellen in diesem Zusammenhang interne Schwerewellen (SW) dar, die durch gegenwärtige Chemie-Klimamodelle nicht aufgelöst werden. Ihr Einfluss muss durch Parametrisierungen erfasst werden, die heutzutage stark vereinfacht sind. Eine neu eingerichtete DFG-Forschergruppe (MS-GWaves) soll explizite Modelle für die Anregung, Ausbreitung und Dissipation von SW formulieren, die mathematisch und physikalisch konsistent sind. Diese sollen anhand von prozessauflösenden Simulationen und Messungen validiert werden. Der Vortrag beschreibt jünger Forschungsergebnisse, die für diese Entwicklung eine Basis legen. Der Schwerpunkt der Betrachtungen liegt dabei auf der Wechselwirkung zwischen Wellen und aufgelöster Strömung und auf der Wellenanregung.
5. Fachsitzung 2015: Dynamik orographischer Bannerwolken
Vortragender: Prof. Dr. V. Wirth
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Institut für Physik der Atmosphäre
Becherweg 21
55099 Mainz
Termin: Mittwoch, 27.05.2015, 15.15 Uhr
Ort: Deutscher Wetterdienst
Konferenzbereich BLAU
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Zusammenfassung: Bannerwolken sind Wolken im Lee von steilen Bergen oder scharfen Graten. Man sieht sie häufig z.B. am Matterhorn oder an der Zugspitze. Der Vortrag berichtet von den Ergebnissen aus 10 Jahren Forschung, bei der sowohl Beobachtungen als auch Grobstruktursimulationen zum Einsatz kamen. Es stellte sich heraus, dass die Bannerwolken an der Zugspitze charakteristische Tages- und Jahresgänge haben und eine Asymmetrie hinsichtlich der Windrichtung aufweisen. Mit den Modellsimulationen konnte gezeigt werden, welcher physikalische Mechanismus primär für die Bildung der Bannerwolken verantwortlich ist. Die neuesten Arbeiten zeigen die komplexe Struktur der Trajektorien von Luftpaketen, welche letztlich in der Bannerwolke enden. Ferner wurden systematisch die Strömungsregimes erkundet, in denen man mit dem Auftreten von Bannerwolken rechnen darf. Sensitivitätsstudien haben eine starke Abhängigkeit der leeseitigen Strömung von der vertikalen Scherung der anströmenden Luft gezeigt.
6. Fachsitzung 2015: Atmosphärische Zirkulation im Kontext Klimawandel
Vortragender: Prof. Dr. J. Jacobeit
Universität Augsburg
Lehrstuhl für Physische Geographie und Quantitative Methoden
Alter Postweg 118
86135 Augsburg
Termin: Mittwoch, 24.06.2015, 15.15 Uhr
Ort: Deutscher Wetterdienst
Konferenzbereich BLAU
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Zusammenfassung: Ist das Klima einem Wandel unterworfen, geht dies zumeist mit Änderungen in der atmosphärischen Zirkulation einher. Diese wiederum nehmen Einfluss auf die räumliche Verteilung der klimatischen Veränderungen und damit die regionale Ausgestaltung des Klimawandels. Insofern spielt die atmosphärische Zirkulation eine ausschlaggebende Rolle für regionale Unterschiede im Kontext globaler Klimaänderungen. Geht zum Beispiel ein Wandel des Klimas mit einer Häufung und Verstärkung der positiven Phase der Nordatlantischen Oszillation (NAO) einher, so wird dies im Winter begleitet sein von zunehmenden Niederschlägen im nördlicheren Europa, dagegen von abnehmenden Regenfällen in weiten Teilen des Mittelmeerraums. Im Vortrag soll beleuchtet werden, welche Zirkulationsschwankungen im nordatlantisch-europäischen Großraum in verschiedenen Klimaphasen festgestellt werden können. Dabei wird zunächst auf historische Zeitabschnitte eingegangen, die mittels rekonstruierter Datensätze näherungsweise beurteilt werden können. Anschließend werden die rezenten Verhältnisse auf der Grundlage von Beobachtungsdaten beleuchtet, bevor modellbasierte Projektionen in die Zukunft auf der Grundlage verschiedener Szenarien zum Fortgang der anthropogenen Verstärkung des Treibhauseffekts aufgezeigt und diskutiert werden. Besonderes Augenmerk liegt neben den Häufigkeitsänderungen von Zirkulationstypen auch auf deren typinternen Änderungen in dynamischen und thermodynamischen Eigenschaften, die wesentlich an der Ausgestaltung des resultierenden Klimawandels mitwirken.
7. Fachsitzung 2015: Verursachte der außergewöhnliche Sommer 2015 auch außergewöhnliche Grob- und Feinstaubkonzentrationen in Deutschland?
Vortragender: Dr. Stefan Gilge
DWD Freiburg
Stefan-Meier-Str. 4
79104 Freiburg
Termin: Mittwoch, 25.11.2015, 15.15 Uhr
Ort: Deutscher Wetterdienst
Konferenzbereich BLAU
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Zusammenfassung:
8. Fachsitzung 2015: Die Grenzschicht über komplexen Gelände: Talwinde und Wärmeaustauschprozesse
Vortragender: Prof. Dr. J. Schmidli
Goethe Universität Frankfurt
Institute for Atmospheric and Environmental Sciences
Altenhöferallee 1
60483 Frankfurt/Main
Termin: Mittwoch, 09.12.2015, 15.15 Uhr
Ort: Deutscher Wetterdienst
Konferenzbereich BLAU
Frankfurter Str. 135
63067 Offenbach am Main
Zusammenfassung: Thermisch angetriebene Windsysteme, wie beispielsweise die Hang-­und Talwinde, sind ein wesentlicher Bestandteil der Grenzschicht über komplexem Gelände und haben einen großen Einfluss auf das Wetter und Klima im Gebirge. Diese Windsysteme sind nicht nur für das Windklima in Gebirgstälern wichtig, sondern auch für den Wärmeaustausch und den Transport von Feuchte und anderen Grössen über komplexem Gelände und für die Bildung von orographischen Wolken und Gewitter. In aktuellen numerischen Wettervorhersagemodellen sind diese Winde oft schlecht dargestellt. Auch ist ihre Rolle für den Wärmeaustausch in Tälern umstritten. Der Vortrag stellt neuere Arbeiten zum Talwindsystem vor, einschließlich einer Studie über die Repräsentation des Talwindes in den Schweizer Alpen im Wettermodell COSMO (bei 2.2 und 1.1 km Auflösung), sowie eine Untersuchung der Wärmeübertragungsmechanismen und der Entwicklung der Grenzschicht in einem idealisierten Tal mit Hilfe von Large-­Eddy Simulationen.