Testkampagne 2019

Vom 19. bis zum 30. August 2019 fand in Lindenberg/Falkenberg am MOL-RAO die FESSTVaL Testmesskampagne statt. Ziel war es, die Instrumente und Messmethoden vor Ort unter realen Bedingungen zu erproben.

Die erste Woche (19. August) war geprägt von wechselhaftem Wetter und westlichem bis südwestlichem Wind. In der zweiten Woche herrschte vor allem schwacher Hochdruckeinfluss und damit verbundener Ostwind vor. Starke Tagesgänge der Temperatur mit Grenzschichtwachstum und Gewitterentwicklung während der Nachmittage waren zu beobachten.

Citizen Science - FU Berlin (WEXICOM)

Die Vorbereitungen für die Kampagne 2020 laufen seit dem Frühsommer 2019. Im Juni fand im Rahmen des MINToring Programms des Projektes WEXICOM der FU Berlin und dem Opens external link in new windowHans-Ertel-Zentrum ein erster Testworkshop mit einer Gruppe Schülerinnen (8./9. Klasse) in der Art wie er in teilnehmenden Schulen durchgeführt werden soll statt. Dabei wurde eine Einführung in die Thematik der Messkampagne und die Herausforderungen der Wettervorhersage gegeben, einige Experimente zur Nichtlinearität der Atmosphäre durchgeführt, das Prinzip der probabilistischen Wettervorhersage erläutert, und schließlich ein eigenes MESSI (Mein Eigenes Sub-Skalen-Instrument) zusammengebaut. Das MESSI wurde anschließend auf der Messwiese getestet.

Die Schülerinnen waren grundsätzlich angetan von dem eigenständigen Zusammenbau der MESSIs und fanden die Vorträge und Experimente recht gut. Insbesondere Experimente und Hands-On-Aktivitäten kamen gut an. Der erste Zusammenbau eines solchen Geräts durch Schülerinnen, die bisher nicht im Prozess involviert waren, hat zudem noch einige hilfreiche Erkenntnisse zu dem Aufbau des Workshops gebracht.

Zudem wurde zwecks Datenübertragung ein LoRa-Gateway auf dem Bürogebäude am MOL-RAO installiert, und die Abdeckung des Empfangs des Signals in der Umgebung erkundet.

Cold Pools - Uni Hamburg

Anfang Juli wurden insgesamt 19 APOLLO-Stationen (=Autonomous cold POoL LOgger) für die ersten Vergleichsmessungen unter Realbedingungen an der Wettermast-Messstation im Osten Hamburgs installiert. Bis zum Beginn der Vorkampagne in Lindenberg Mitte August wurden in diesem Testaufbau erste Erfahrungswerte bezüglich der Betriebsdauer, der Qualität der Messwerte und des allgemeinen Umgangs mit den Loggern gesammelt.

Die Universität Hamburg hatte die jährlich stattfindende Lehrexkursion für Masterstudierende mit der Testkampagne zusammengelegt und die Chance der Messkampagne genutzt, um mit den Studierenden die Funktion und die Eigenschaften der APOLLOs zu testen. Nach einer erfolgreichen Messzeit in Hamburg wurden 18 APOLLOs in der Umgebung von Lindenberg/Falkenberg installiert.

Die Testkampagne hat gezeigt, dass die APOLLOs zuverlässig messen und die Messwerte (vor allem auf kurzen Zeitskalen) nützlich zur Beantwortung der Fragestellungen sein können. Vor allem das Cold Pool Ereignis vom 26. August wurde von allen APOLLOs gut erfasst, die Ausbreitungsgeschwindigkeit und -richtung auf km- und sub-km-Skala war konsistent messbar. Es war sogar eine Intensivierung des Cold Pools zwischen Falkenberg und Lindenberg erkennbar.

Grenzschichtstrukturen und Windböen - Uni Frankfurt und Uni Köln/Uni Bonn

In der Zeit vom 26.-30. August waren die Gruppen, die mit den Daten der Doppler LiDARe (DLs) arbeiten vor Ort. Zudem war Irene Suomi (FMI), Spezialistin auf dem Gebiet der Detektion von Windböen in DL Daten, als Gastwissenschaftlerin dabei. Zusätzlich zu den zwei in Falkenberg vorhandenen DLs des DWD war ein DL der TU Berlin vor Ort. Der erste Fokus lag darauf, die drei vorhandenen Geräte zeitlich zu synchronisieren. Es zeigte sich allerdings, dass die dafür zur Verfügung stehende Software nicht geeignet ist. Daraufhin fokussierten wir uns auf Scan Muster, die mit einem einzelnen DL durchgeführt werden. Im Laufe des Spätsommers und Herbstes werden die DLs Daten in verschiedenen Konfigurationen sammeln, die dann ausgewertet werden, um eine optimale Scanstrategie für die Hauptkampagne festzulegen.

Das Cold Pool Ereignis vom 26. August war in den Doppler LiDAR Daten zudem schön erkennbar.

Das Cold Pool Ereignis am 26. August

Am 26. August zogen am Nachmittag Gewitterzellen aus Südosten in Richtung Falkenberg. Südwestlich von Beeskow bildete sich eine Gewitterzelle, die kurz darauf zu Niederschlag und einem beachtlichen Cold Pool führte. Dieser war sehr gut in den APOLLO Messungen in Falkenberg, Lindenberg und Wendisch-Rietz zu erkennen. Auch in den Messungen des Doppler Lidars sieht man deutlich die Signatur des Cold Pools.

Niederschlagsmessung in Falkenberg, sowie Doppler Lidar Messungen des Cold Pools

Studentische Lehrexkursion

Studierende des Masterstudiengangs Meteorologie der Universität Hamburg beteiligten sich im Sommer 2019 an ersten Messungen zur Vorbereitung der Hauptkampagne FESSTVaL. Sie haben 10 Tage vor Ort in Lindenberg und Falkenberg Messgeräte betrieben und die gewonnenen Daten ausgewertet.

Ein Schwerpunkt hierbei war die Untersuchung des mikroklimatischen Unterschieds zwischen Wald und Wiese, welcher bisher relativ unzureichend verstanden ist. Folgenden Fragestellungen wurde im Rahmen der Testkampagne genauer nachgegangen

  • Wie stark ist die Turbulenz in einem Wald unterhalb des Kronendaches reduziert? Wie unterscheidet sich sowohl die Turbulenz als auch das vertikale Windprofil in einem Wald von denjenigen über einer Wiese?
  • Das Kronendach modifiziert die Energiebilanz am Boden in einem Wald deutlich. Wie stark ist diese Modifizierung? Wie manifestiert sich diese Modifizierung in anderen meteorologischen Größen, bspw. der Temperatur?
  • Der Wald ist als Kohlenstoffsenke durch Photosynthese bekannt, wobei die Photosythese-Aktivität stark von der Sonneneinstrahlung abhängt. Ist daher ein Tagesgang der Kohlenstoffdioxid-Konzentration und des Kohlenstoffdioxid-Flusses auszumachen? Inwiefern unterscheidet sich der zeitliche Verlauf dieser Größen in einem Wald von dem über einer Wiese?

Um diese Fragestellungen beantworten zu können, wurden im Zeitraum vom 19.08. bis 30.08.2019 zwei identische Messmasten mit integrierter Energiebilanzstation aufgebaut (siehe Schema).


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