Strömungsmechanik

DFG FOR 1898 „MS-GWaves“ „Mehrskalendynamik von Schwerewellen“ (HA2932/8-1; FOR 1898)

Großskalige balancierte Strömungen können spontan mesoskalige Trägheitsschwerewellen abstrahlen. Strömungsabhängige Parametrisierungen für orographische und konvektiv angeregte Trägheitsschwerewellen existieren. Für den Prozess der spontanen Wellenabstrahlung gibt es aber keine vergleichbar gut entwickelten Parametrisierungen. Beobachtungen zeigen, dass insbesondere an Fronten und im Bereich des Jet-Austritts an Frontensystemen eine hohe Aktivität von spontan generierten Trägheitsschwerewellen existiert. Es liegt nahe, diese Wellen als Folge eines geostrophischen Anpassungsprozesses zu sehen. Dieses Konzept kann aber nicht erfolgreich angewandt werden, weil sich eine echte Balance nicht wieder herstellt sondern kontinuierlich Schwerewellen abgestrahlt werden. Das Problem des spontanen Verlustes von Balance wird in unserem Antrag von drei Seiten angegangen: Durch die Kombination von Laborexperimenten (BTU Cottbus-Senftenberg) und numerischer Modellierung (Goethe-Universität Frankfurt, GUF), durch regionale und hochauflösende Simulationen typischer atmosphärischer Strömungen (GUF, Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik Kühlungsborn) und durch den Einsatz moderner statistisch-mathematischer Methoden (USI Lugano). Dieses Zusammenspiel ermöglicht das Testen und Erweitern unseres heutigen Verständnisses der spontanen Wellenabstrahlung. Dabei werden quasi-lineare, asymptotische multi-skalen und stochastische Ansätze gegenübergestellt. Optimale Parameterisierungen für die spontane Schwerewellenabstrahlung an Fronten werden ermittelt durch den Einsatz neuer statistischer Methoden.

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