FESST@HH Newsletter

Der FESST@HH Newsletter erscheint wöchentlich, in der Regel freitags.
Um ihn zu abonnieren, bitte den Anweisungen unter Newsletter FESST@HH folgen.

Verantwortlich für den Inhalt
Dr. Sarah Wiesner (FESSTVaL Projektkoordinatorin)
 

Newsletter FESST@HH 13/2020

Heute werden die letzten unserer Messstationen in Hamburg und Umgebung abgebaut. Wir verabschieden uns dabei etwas wehmütig, aber auch sehr zufrieden vom FESST@HH, unserer sommerlichen Messkampagne "aus dem Homeoffice". Hinter uns liegen mehr als drei Monate in denen wir neue Wege beschritten haben, unzählige Hände mit angepackt haben, häufig Spontaneität und Einfallsreichtum gefragt war, so einige Gigabyte an Messdaten zusammenkamen, wir manchmal erfolgreich und manchmal vergeblich auf Gewitter und Cold Pools gehofft haben, und wir eine Vielzahl meteorologisch interessierter Personen kennenlernen durften. Eine wirklich aufregende, vielfältige und turbulente Zeit für uns alle.

Ergebnis, ganz nüchtern schwarz auf weiß, ist ein wahrer Schatz an Messdaten, den es in dieser Form vermutlich kein zweites Mal gibt... Nun ja, wir hoffen selbstverständlich darauf, einen ähnlichen im kommenden Jahr im Landkreis Oder-Spree generieren zu können. Zur Veranschaulichung sind in der nachstehenden Abbildung alle Stationen und Tage grafisch dargestellt, jeder Punkt stellt einen Tag an einem Standort dar (blau: Daten einer APOLLO-Station, rot: Daten einer WXT-Station, schwarz: Datenlücke). Mit dieser Bilanz, also den doch sehr seltenen und kurzen Datenlücken, sind wir äußerst zufrieden. Bei einhundert Messstationen hätten wir das im Vorfeld pessimistischer prognostiziert. Hier gilt schon einmal ein Dank den ganzen fleißigen Datenauslesenden vor Ort, die Ihren Auftrag sehr gewissenhaft erfüllt haben!

Zum Abschied haben wir nun noch ein paar Perlen des Experimentverlaufs zusammengesucht, die für Erheiterung bei der täglichen Routine gesorgt haben:

Uns erreichte eine E-Mail mit einem Foto, in Privatdetektivmanier durch die Hecke rüber zum Nachbarn fotografiert. Dazu gab es den Hinweis, dass wir den 15. August in den Daten eventuell etwas kritisch betrachten sollten. Und in der Tat war diese Anmerkung sehr berechtigt. Vergleicht man den Verlauf der Lufttemperatur im Kleingartenverein gemessen mit dem eines nahegelegenen Schulhofs, so war dieser Sommertag doch deutlich wärmer und von zahlreichen Temperaturschwankungen geprägt. Wir vermuten, es war ein üppiges Grillfest bei dem mehr als eine Ladung Grillkohle verbraucht wurde.

 

Auf andere Art auffällig ist auch die Messung der Lufttemperatur auf dem Campus der Universität Hamburg. Schon beim Aufbau wurde die Vermutung geäußert, dass der Standort der APOLLO Station unter Umständen zu nah an der Lüftungsanlage des Audimax gelegen ist. So ist es, denn ganz klar sehen wir in den Messdaten die Ablufttemperatur aus dem Hörsaal. Von der Umgebungsluft bleibt da kaum mehr ein Signal übrig... Aber interessant, dass die Lüftung bereits in den frühen Morgenstunden angeschaltet wird, sodass zu Vorlesungsbeginn ausreichend Sauerstoff für die Studierenden vorhanden ist (in Zeiten von Präsenzlehre). Die Lüftung scheint also nicht in einen Corona-Pandemie-Modus gesetzt worden zu sein.

 

Bei der Wahl des Aufbauortes für eine Messstation sollten wir zukünftig auch einen kompetenten Botaniker zu Rate ziehen. Eine unserer Stationen befand sich nämlich seit dem Spätsommer in einem "Dornröschenschlaf". Die Hecke hatte sich offenbar sehr über die neue Rankhilfe gefreut.

 

Wer auch über die Experimente FESST@home noch mehr erfahren möchte und auch zukünftig zur Kampagne FESSTVaL 2021 auf dem Laufenden bleiben möchte, der schaut gerne ab und zu auf unserer Website www.fesstval.de vorbei. Dort finden sich auch zahlreiche Links zu Pressebeiträgen, und die Liste wird ständig erweitert. Außerdem werden zu gegebener Zeit auch die Ergebnisse der Datenauswertung aus den Messexperimenten hier dargestellt werden.

Mit einem stimmungsvollen Bild einer gealterten Gewitterzelle vom 27. Juni verabschieden wir uns und verbleiben mit einem ganz herzlichen Dankeschön an alle Unterstützenden, Wartenden, Interessierten und Helfenden. Ohne Euch wäre dieses spontane Messexperiment nicht zustande gekommen!

Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg


Newsletter FESST@HH 12/2020

Und schon ist es Ende August, der Sommer (meteorologisch) fast vorbei, und wir planen bereits den Abbau der installierten Messgeräte. Ab dem 1. September werden die im Stadtgebiet und Umland verteilten APOLLOs und WXTs eingesammelt. Das FESST@HH neigt sich also dem Ende zu.

Bevor wir in diesem Newsletter noch einmal ein wenig tiefer in die Materie der Lufttemperaturmessungen einsteigen, zunächst ein Hinweis für all jene, die die APOLLO Station in Ihrem Garten selbst betreuen: Bitte legt eine eventuell vorhandene Ersatz-Powerbank beim nächsten Tausch einfach zu der angeschlossenen mit ins Rohr. So können wir beim Abbau unkompliziert beide mitnehmen, ohne dass ein persönliches Treffen mit Euch erforderlich ist.

Nun aber hin zu einem spannenden Thema, welches uns abseits von Cold Pools in unseren Messdaten begegnet ist und beschäftig: Die Suche nach der Ursache von Temperaturschwankungen.
Thermometer in den üblichen Wetterstationen sind relativ träge und können die Veränderung der Temperatur im Bereich von einer Minute erfassen. Für unsere Jagd nach Cold Pools ist das aber viel zu langsam und deshalb messen unsere selbstgebauten APOLLO-Stationen im Sekundentakt! Allerdings macht diese hohe Messfrequenz die lapidare Frage „Wie warm ist es gerade!“ etwas kniffliger zu beantworten.

Die Stationsbetreuenden unter Euch, die sich per WIFI zum Datenauslesen mit der Station verbunden haben, sind wahrscheinlich auch schon einmal überrascht gewesen über die angezeigte Lufttemperatur: alle 5 Sekunden aktualisiert sich die Anzeige und dann liest man da als Temperaturen ab „25.3° C … 26.1° C … 24.8° C … 25.4° C …“. Also, wie warm ist es denn nun? Ist das Messgerät kaputtgegangen? Oder würfelt die Elektronik?
Nein, es ist die Natur die würfelt: Wenn der Boden durch die Sonne erhitzt ist, dann brodelt die Luft um uns herum. Warme Luftblasen steigen auf und kühle sinken im Gegenzug ab. Und dieses Wechselspiel erfassen wir mit den APOLLO-Messungen eben im Sekundentakt – wir schauen der Turbulenz beim Arbeiten zu!

Die letzten Juni Tage an der Station Zollamt (s. Bild) zeigen, dass diese Schwankungen innerhalb von einer Minute (rote Linie) bis zu 2 Grad betragen können! In der Nacht lässt diese thermische Turbulenz immer nach und die Schwankungen gehen auf weniger als ein halbes Grad zurück. Die Sonneneinstrahlung ist hier also der Hauptmotor, und wie stark die Luft brodelt hängt davon ab, mit welcher Leistung die Sonne den Boden heizt. An sonnigen Tagen, wie dem 26. Juni, gibt es viele Schwankungen, und an grau-trüben bedeckten Tagen, wie dem 30. Juni, findet man fast keine Unterschiede zu den ruhigen Nächten.

Wie eng die Temperaturschwankungen an diese Sonnenheizung gekoppelt sind, sieht man gut im Vergleich zur am benachbarten Mast gemessenen Netto-Sonneneinstrahlung (gelbe Linie, in Watt pro qm, Skala rechts). Beide Linien verlaufen verblüffend ähnlich – jede Veränderung in der Heizung führt mit kleinem Zeitversatz zu einem anderen Brodeln in der Luft um uns herum! Unser menschliches Temperaturempfinden wie auch die meisten Thermometer sind dafür zu träge, APOLLO-Stationen machen es sichtbar. Und genau deswegen sind sie auch so gut geeignet, um spontane Temperaturstürze, wie sie bei Cold Pools stattfinden, zu erfassen.

In der kommenden Woche melden wir uns noch einmal mit einem Newsletter. Bis dahin wünschen wir ein schönes Wochenende. Wahrscheinlich bleibt es trocken und die Temperaturen erreichen auch wieder 20° C und mehr.

Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg

 


Newsletter FESST@HH 11/2020

Neben der Erfüllung unserer eigenen Forschungsinteressen leisten die Messungen des FESST@HH auch einen Beitrag zum Lehrauftrag, den wir als Institut der Universität Hamburg besitzen. Ganz aktuell ist in dieser und der nächsten Woche der Forschungsnachwuchs intensiv und in Vollzeit an der Kampagne beteiligt.

Es findet eine Pandemiemaßnahmen kompatible Version der jährlichen studentischen Lehrexkursion (LEX) statt. Anstelle einer zweiwöchigen Reise mit gemeinsamen Experimenten zu meteorologischen Fragestellungen arbeiten die Master-Studierenden derzeit im "Home-Office" in Kleingruppen. Es finden täglich mehrere Videobesprechungen mit den Betreuern und den anderen Gruppen statt. Bereits Semester begleitend war die Beteiligung der Studierenden am APOLLO-Aufbau, der Stationsbetreuung und der Datengewinnung gefragt. Nun bearbeiten sie mit den gesammelten Messdaten eigene wissenschaftliche Fragestellung abseits von Cold Pools und Gewittern.
Zum einen steht die Thematik "Blaue Stadt" dabei im Fokus. Welchen Einfluss nehmen fließende Gewässer auf das Stadtklima, welchen stehende? Wie weit vom Ufer entfernt kann man diesen noch nachweisen? Hamburg eignet sich für diese Betrachtung besonders gut, da hier mit Elbe und Alster verschiedene Gewässertypen in derselben Stadt miteinander verglichen werden können.
Ein weiterer Schwerpunkt ist die Modellevaluierung, also die Abschätzung der Qualität des Wettervorhersagemodells COSMO-D2 des Deutschen Wetterdienstes. Die Vielzahl an vorliegenden Messdaten für das Stadtgebiet macht den Vergleich von Messungen und Prognosen insbesondere mit Blick auf die Statistik attraktiv. Eine Analyse der Messgröße Lufttemperatur und damit verbunden der städtische Wärmeinsel eignet sich dabei sehr gut.
Während dieser "Exkursion at home" lernen die Studierenden dabei insbesondere, wie man wichtige Handwerkzeuge in der Meteorologie nutzt: Die allgemeinen Vorgehensweisen bei der Beschaffung, Aufbereitung und Auswertung großer Datensätze werden praktisch umgesetzt, Stolpersteine mitgenommen und beseitigt. Am Ende steht die Aufbereitung der Ergebnisse auf einem wissenschaftlichen Poster, welches dann für alle Interessierten nachvollziehbar den Weg von der Fragestellung über die Messung bis zur Interpretation darlegt.

Im vergangenen Jahr konnte die Lehrexkursion noch "im Feld" stattfinden. Damals wurden in Vorbereitung für die eigentliche FESSTVaL Kampagne in Brandenburg bereits Testmessungen durchgeführt. Vor Ort am MOL-RAO in Lindenberg betrachteten die Studierenden des Master-Studiengangs Meteorologie zwei Wochen lang die Standortmöglichkeiten für den Aufbau der Messgeräte und erstellten erste Konzepte der Datenauswertung, die sie mit den gewonnenen Messungen überprüften. Insbesondere wurde der Frage nachgegangen, wie groß der Einfluss verschiedener Faktoren auf die Temperaturmessungen der APOLLOs ist. Dazu zählten die Höhe des Sensors über Grund, die Beschaffenheit des Untergrunds der näheren Umgebung (Wiese, Sand, Asphalt), sowie die Art und Struktur des Umfelds (Wald, einzelne Bäume oder Hecken, Bebauung). Die Ergebnisse hieraus bildeten schließlich die Basis für die Standortentscheidungen des endgültigen Messnetzes, wie es für FESSTVaL 2021 aufgebaut werden soll (siehe dazu auch Newsletter 5). Natürlich basiert auch die Auswahl der derzeit instrumentierten Orte in Hamburg und Umgebung beim FESST@HH darauf.

   

<font size="-1">Studierende beim Ausladen der Geräte &amp; Testaufbau von APOLLOs am Messfeld des DWD in Lindenberg</font>

Dieses neigt sich im Übrigen allmählich bereits dem Ende zu. Der Abbau der Stationen beginnt am 1. September. Nähere Informationen für die Stations-Beherbergenden folgen bald. Wir wünschen ein schönes Wochenende, das nicht mehr hochsommerlich, sondern eher durchwachsen daherkommt: sowohl Sonne, Wolken als auch Regen sind im Programm.

Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg

 


Newsletter FESST@HH 10/2020

Manchmal läuft es in der Forschung anders als geplant, so auch bei uns Anfang dieser Woche. Ein Bericht.

Am Montag gab es laut Vorhersage die Chance auf Gewitter im FESST@HH-Gebiet, zum ersten Mal seit über einem Monat. Für diesen Fall hatten wir schon Pläne geschmiedet und ein paar Radiosonden bereitgehalten. Mit solchen von einem Wetterballon getragenen Sonden können Messungen in der Erdatmosphäre bis in mehrere Tausend Meter Höhe gemacht werden, da sie während des Aufstiegs über Datenfunk die Messwerte an eine Bodenstation übermitteln. Diese Informationen über das Höhenprofil von Lufttemperatur und Druck sind für unser Experiment zusätzlich interessant. So können wir nicht nur die Ausbreitung von Cold Pools am Boden erfassen, sondern auch noch mehr über ihre vertikale Ausdehnung erfahren. Für FESST@HH sind diese besonderen zusätzlichen Messungen eingeplant: Bei vielversprechender Wetterlage wird jeweils kurz vor und dann direkt nach dem Durchgang eines Gewitters je eine Radiosonde gestartet.


<font size="-1">Gewitterwolken im Südosten Hamburgs, 10.08.2020</font>

Am Montagmittag hielten wir uns also bereit. Etwas früher als die Wettermodelle es prognostiziert hatten bildeten sich bereits gegen 15 Uhr erste mächtige Quellwolken, und kurz darauf ergossen sich auch kräftige Schauer im Südosten der Stadt. Um kurz nach 15 Uhr starteten wir dann die erste Radiosonde vom Dach des Geomatikums. Die Vorzeichen waren vielversprechend, registrierte doch unsere Messstation am Wettermast in Billwerder bereits 7 mm Niederschlag und einen raschen Temperatursturz um etwa 6 Grad innerhalb weniger Minuten. Westlich der Alster mussten wir uns also in unserer Warte nur noch ein wenig gedulden, um in absehbarer Zeit einen ebenso schönen Cold Pool-Durchgang zu erleben.... So dachten wir zumindest.

 

<font size="-1">Alles vorbereitet &amp; kurz vor dem Start</font>

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<font size="-1">Der Ballon mit der Radiosonde ist unterwegs &amp; erster Blick auf die Daten: Temperatur und Luftdruck fallen, Windrichtung stimmt</font>

Wer nun am Montag im Stadtgebiet unterwegs war, wird eine der beiden Möglichkeiten selbst erlebt haben: Im Südosten der Stadt gewitterte es kurz und heftig, im restlichen Hamburg wurde der Himmel allenfalls etwas dunkler durch ein paar dickere Wolken. Die Gewitter verlagerten sich nach ihrer Entstehung durch den schwachen Wind kaum und lösten sich zügig wieder auf. Auch weitere neuentstandene Schauer machten scheinbar einen Bogen um uns und unseren Radiosonden-Startpunkt. So konnten wir bis auf eine leichte Brise keinen nennenswerten Cold Pool-Durchgang verzeichnen. Den zweiten Radiosondenaufstieg ließen wir konsequenterweise dann ausfallen.

Sehen wir es als Trockenübung an (im wahrsten Sinne des Wortes). Wir sind also jetzt bereit. Die nächsten Tage bleibt es hochsommerlich und Gewitter sind nicht ausgeschlossen. Für diejenigen, die Freibadtickets haben ist das natürlich weniger wünschenswert... Aber nachdem wir letztes Mal den Kürzeren gezogen haben, sei uns das vielleicht für Anfang nächster Woche doch gegönnt.

Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg


Newsletter FESST@HH 9/2020

Wir haben unser Experiment in erster Linie darauf ausgerichtet, das Phänomen sich rasch ausbreitender kalte Luft unterhalb regnender Wolken bei Gewittern gut messen zu können. Die Messgeräte laufen jedoch praktischerweise dauerhaft und erfassen somit auch andere Wetterlagen. Dadurch gewinnen wir mit unseren weit verteilten Stationen ebenso Informationen zu anderen Wettererscheinungen, wie zum Beispiel den Temperaturunterschieden zwischen Stadt, Stadtrand und Umland. Da das Thema Hitze derzeit in ganz Deutschland besonders aktuell ist, haben wir ein wenig in den bisher von uns gesammelten Messdaten gekramt. Im Folgenden zeigen wir, wie extrem diese Unterschiede sein können und wo in Hamburg man in den kommenden Tagen voraussichtlich den erholsamsten Schlaf bekommen wird.

Das wohl jedem aus eigener Erfahrung bekannte Merkmal des Klimas in der Stadt ist die Temperaturdifferenz zwischen Innenstadt und Randgebieten, die sogenannte "städtische Wärmeinsel" (englisch "urban heat island, kurz UHI). Am deutlichsten spürbar ist sie im Sommer nach Tagen, an denen der Himmel blau war und die Sonne den ganzen Tag die Oberflächen in der Stadt aufheizen konnte (Gebäudefassaden, Straßen). In den späten Abendstunden dann geben die künstlichen Oberflächen die gespeicherte Wärmeenergie wieder an die bodennahe Umgebungsluft ab, während in lockerer bebauten Gegenden am Stadtrand und auf dem Land die Luft nach Sonnenuntergang schneller abkühlen kann. Somit sind die Nächte im Stadtzentrum häufig deutlich wärmer als in den Außenbezirken. Üblicherweise sind das ein paar wenige Grad. Sind jedoch die Bedingungen für die Ausbildung der städtischen Wärmeinsel besonders günstig gewesen (klarer Himmel, wenig Wind), so werden hier mitunter Unterschiede von 10 Grad und mehr erreicht.

Zwar stehen die wirklich heißen Tage uns gerade noch bevor, allerdings hatten wir in Hamburg bereits im Juni ein paar Sommertage, an denen die Daten unserer Messinstrumente diesen Effekt schon erfasst haben. Die nachstehende Abbildung stellt die Lufttemperaturen in der Nacht vom 23. auf den 24. Juni um 4 Uhr morgens dar.

Die Temperaturdifferenz zwischen einer Apfelbaumplantage in Jork im Südwesten der Stadt und einem Balkon am Elbufer nahe des Fischmarkts betrug tatsächlich fast 10 Grad. Die abgestuften Farben der Messpunkte verdeutlichen außerdem über die Vielzahl unsere Stationen: je weiter man sich vom Stadtzentrum entfernt, desto kühler war es.

Wie unterschiedlich schnell die Luft am Abend abgekühlt hat und wie hartnäckig sich die Wärme insbesondere im Innenstadtbereich hält, erkennt man schön bei einem Blick auf den zeitlichen Verlauf der Lufttemperatur in der folgenden Abbildung:
Nachdem gegen 19 Uhr in Hamburg fast überall noch 23 bis 25 °C herrschten, wurde es in den Randbereichen rasch kühler und schon kurz nach Mitternacht wurde die 16 °C Marke unterschritten. Zu gleicher Zeit waren es an der Alster noch milde 20 °C. An Alster und Elbe kühlte es bis zum Sonnenaufgang nur noch wenig weiter ab, mit Tiefstwerten zwischen 15 und 17 °C, während im Süden und Osten bei 8 bis 12 °C eine Jacke auf dem Weg zur Arbeit am Morgen sicherlich eine gute Idee war.

In der Meteorologie verwendet man zur anschaulichen Beschreibung von Tagen, an denen bestimmte Lufttemperaturen über- bzw. unterschritwurden, gerne Kenntage (mehr dazu im Lexikon des DWD hier). So hört man häufig die Begriffe "Sommertag" bzw. "heißer Tag" (Tageshöchsttemperatur mindestens 25 bzw. 30 °C). Die Bezeichnung "Tropennacht" steht für eine Tiefsttemperatur nicht unterhalb 20 °C. Und solche Tropennächte treten im Stadtzentrum typischerweise häufiger als im Umland auf.

Erhöhten Nachttemperaturen sind dabei insbesondere aus gesundheitlicher Sicht von besonderer Bedeutung, da sie für die Stadtbewohner die Erholung im Schlaf während einer Hitzeperiode erschweren. Im Juni kühlte es glücklicherweise immer noch angenehm ab, die kommenden Nächte jedoch könnten wirklich mancherorts tropisch werden. Wir werden berichten...

Wer noch mehr wissen möchte zu den Ausprägungen des Stadtklimas in Hamburg, der wird dazu fündig unter anderem im Kapitel "Stadtklima in Hamburg" des Hamburger Klimaberichts aus 2017.

Wir hoffen, Eure Ventilatoren sind leistungsstark genug, die kommenden Sommer- und heißen Tage und eventuell Tropennächte erträglich zu machen. Ansonsten hilft wohl nur der Sprung ins kühle Nass - davon hat Hamburg ja aber glücklicherweise reichlich im Angebot.
Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg


Newsletter FESST@HH 8/2020

Ja, wir hatten bereits ein paar schöne Sommertage und auch einzelne Hitzegewitter, aber hier in Hamburg war der Sommer bisher doch eher durchwachsen. Für unsere Forschung wünschen wir uns da noch ein bisschen mehr. Unsere Kollegen in Brandenburg allerdings wurden schon etwas reicher beschert. Auch sie beschäftigen sich im Rahmen ihres Ersatzprogramms zu der auf das kommende Jahr verschobenen Messkampagne FESSTVaL mit den typischen sommerlichen Wetterereignissen. Ihr Alternativexperiment in 2020 nennen sie, analog zu unserem in Hamburg, FESST@MOL, wobei MOL als Abkürzung für Meteorologisches Observatorium Lindenberg steht *).

Der heutige Newsletter widmet sich nun ein wenig mehr dem

Das kennt man: Eine Push-Meldung in der Wetter-App mit der dringenden Warnung vor Gewitter mit Starkregen und kräftigen Windböen - und dann regnet es hier noch nicht einmal einen Tropfen. Sommerliche Wetterereignisse sind häufig kurzlebig und treten sehr lokal auf. Um diese besser zu verstehen und letztlich zukünftig noch präziser vorhersagen zu können, muss man sie natürlich zunächst einmal möglichst genau messen. Und das passiert derzeit bei FESST@MOL:
Hauptakteur ist hier im brandenburgischen Lindenberg (Landkreis Oder-Spree) der Deutsche Wetterdienst (DWD). Zu Gast sind außerdem für einige Wochen Kooperationspartner des Karlsruhe-Instituts für Technologie (KIT) – Campus Alpin aus Garmisch-Partenkirchen, des Zentrums für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen, sowie des Instituts für Physik der Atmosphäre des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt - DLR (Oberpfaffenhofen).

Eingesetzt werden im Experiment vor allem Laser und unbemannte Flugzeuge. Fast ein Dutzend so genannter Doppler-Lidar-Geräte vermessen von Juni bis August per Laserstrahl den Wind in seinen Strukturen bis in mehrere hundert Meter Höhe über dem Boden.

Lidare vor dem 99 m hohen meteorologischen Messmast des DWD in Falkenberg bei Lindenberg

Die unbemannten Messflugzeuge, die den Juli über ergänzend hierzu über dem Messfeld geflogen sind, überprüfen gleichzeitig durch direkte Messungen die Größen, die aus den Lidar-Messungen nur indirekt abgeleitet werden können.
Da der Flughafen BER noch nicht eröffnet ist und derzeit der Luftverkehr sowieso reduziert ist, durften diese Flüge mit Genehmigung der Deutschen Flugsicherung sogar bis in eine Höhe von mehreren Kilometern durchgeführt werden. Schön, dass man der aktuellen Ausnahmesituation auch positive Nebeneffekte zuschreiben kann.

Wie die Drohnen- und UAV-Messungen abgelaufen sind zeigt ein Videoclip ganz aktuell bei der Märkischen Oderzeitung: https://www.moz.de/artikel-ansicht/dg/0/1/1816851/

Unbemanntes Messflugzeug kurz vor dem Start

Mit den durchgeführten Messungen wird die Veränderlichkeit von Wind, Temperatur und Wasserdampf der Luft mit sehr hoher Auflösung erfasst (mehr als einhundert Mal pro Sekunde). Vertikale Luftbewegungen an Sommertagen und damit verbundene Windböen und Gewitter können mit den gewonnenen Daten während der Entstehung somit besser verstanden werden. Das hilft zukünftig dann hoffentlich dabei, die Bildung von Quellwollen und späteren Gewittern kurzfristiger und örtlich genauer vorherzusagen. Warnungen für die Bevölkerung und auch für Landwirte, den Luftverkehr, die Energiewirtschaft oder das Bauwesen könnten so frühzeitiger und lokaler geliefert werden.

Im Landkreis Oder-Spree findet im kommenden Jahr also genau hier am MOL-RAO die bereits für dieses Jahr geplante Kampagne FESSTVaL statt. Die umfangreichen Beobachtungen, wie sie in den einzelnen FESSTen derzeit an verschiedenen Standorten in Deutschland stattfinden, werden dann gleichzeitig zusammengebracht und liefern ein Gesamtbild der Prozesse.

 

Das anstehende Wochenende wird sommerlich warm bis heiß, diesmal tatsächlich auch im Norden des Landes. Wir wünschen eine schöne Zeit!
Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg

 

 

*) Field Experiment on Submesoscale STructures @ Meteorological Observatory Lindenberg = Feldexperiment zu kleinräumigen Strukturen am Meteorologischen Observatorium Lindenberg (die vollständige Abkürzung der Bezeichnung des DWD Standortes lautet übrigens MOL-RAO, mit dem Zusatz Richard-Aßmann Observatorium).

 

 


Newsletter FESST@HH 7/2020

Bei über einhundert Messstationen, die wir gerade in Hamburg und Umland betreiben, gibt es natürlich auch ein paar Kuriositäten und außergewöhnliche Orte. Heute möchten wir Euch einen kleinen Einblick geben in das "FESST@HH Familienalbum":

Ungewöhnlich kann man mit Sicherheit die APOLLO Station auf einem Bootssteg direkt an der Alster nennen. Bei Bobby Reich messen wir unmittelbar am Wasser (1).

Auch etwas oberhalb der üblichen 2 bis 3 Meter über Grund haben wir ein paar Stationen verortet. Eine Dachterrasse im 5. Obergeschoss in Ottensen zählt zum Beispiel dazu (2). Damit konnten wir zum einen ein paar Lücken in der räumlichen Verteilung schließen, zum anderen ist es natürlich auch interessant zu sehen, was sich in größeren Höhen während Gewittern so tut. Dies in Relation zu bodennahem Standorten zu setzen ist eine Herausforderung, der es sich zu stellen gilt.

In der Höhe und gleichzeitig mit besonders hübschem Ausblick kann eine Station am Hamburger Hafen prahlen: Direkt an der Elbe steht sie nahe des Altonaer Balkons (3).

Dank einer Kooperation mit dem Deutschen Wetterdienst gibt es von uns auch eine WXT Station direkt am Hamburger Flughafen. Ob sich der Flugverkehr in irgendeiner Form in den Messdaten bemerkbar macht, wird sich noch zeigen (4).

Am weitesten entfernt vom Hamburger Stadtgebiet sind unsere Instrumente im Garten eines unserer Mitarbeiter in Trittau (Nordosten, 5) und auf einer Apfelbaumplantage nahe Jork (Südwesten, 6). Letztere WXT Station ist gleichzeitig auch die Vorhut zu unserem zweiten Niederschlagsradar, welches im Laufe des Spätsommers in Betrieb gehen wird, und unser X-Band-Radar auf dem Geomatikum dann ergänzt (in Newsletter Ausgabe 4 haben wir dieses vorgestellt).


Der Sommer in Hamburg bleibt weiter wechselhaft. Genießt also den schönen Samstag, am Sonntag wird es leider wieder kühl-nass.
Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg


Newsletter FESST@HH 6/2020

Nachdem uns der Wettergott seit Anfang Juli kaum weitere spannende Gewittertage beschert hat und gleichzeitig immer mehr Messdaten eintrudeln, nutzen wir die Gelegenheit und wenden uns der Auswertung der ersten Daten zu.

Wie schon im vorletzten Newsletter berichtet, hielt der 27. Juni einige kräftige Gewitterereignisse bereit, die besonders am Abend für spektakuläre Wolkenformationen gesorgt haben. Wie die beiden Radarbilder in Abbildung 1 zeigen, bildeten sich schon am Nachmittag südwestlich von Hamburg erste Regenzellen, die in nordöstlicher Richtung über die Stadt hinweggezogen sind.

 

<font size="-1"><i>Abb. 1) Regen am Nachmittag des 27. Juni über Hamburg (links 16:50, rechts 17:10)</i></font>

 

In der Temperaturzeitreihe ausgewählter APOLLO-Stationen (Abbildung 2) sieht man passend dazu sehr deutlich wie das Signal des dazugehörigen Cold Pools zuerst gegen 16:50 Uhr im südlichen Umland registriert wurde (hellblaue Linie), sich schnell nach Norden hin fortsetzt und etwa 45 Minuten später Ahrensburg erreicht hat (braune Linie). Während sich die Luft in den direkt betroffenen Stadtteilen zeitweise um fast 10 Grad abgekühlt hat, wurde der Westen der Stadt gänzlich vom Gewitter verschont (graue Linie).

 

<font size="-1"><i>Abb. 2) Zeitverlauf der Lufttemperatur an verschiedenen Stellen in Hamburg am 27. Juni (Zeit in UTC = Sommerzeit minus 2 Stunden) </i></font>

 

In der folgenden animierten Karte der Temperaturveränderungen während des Gewitterereignisses zeigt sich ganz besonders eindrucksvoll, wie sich die Abkühlung über das Stadtgebiet bewegt hat. Man erkennt gut, wie unterschiedlich das Wetter innerhalb von Hamburg zur gleichen Zeit doch sein kann.
Entgegen der weit verbreiteten Ansicht fungiert die Elbe dabei übrigens keineswegs als Wettergrenze für Gewitter: Zwei Stationen, die in der direkten Zugbahn des Gewitters lagen, haben mit einem zeitlichen Versatz von etwa 5 Minuten auf beiden Seiten der Elbe das fast exakte Temperatur- und Luftdrucksignal aufgezeichnet (dunkelblaue und lila Linie in Abb. 2).

<font size="-1"><i>Abb. 3) Ausbreitung der kalten Luft über Hamburg am 27. Juni (Zeit in UTC = Sommerzeit minus 2 Stunden) </i></font>

 

Pünktlich zum Wochenende ist die Sonne endlich auch wieder im Norden Deutschlands zu finden. Viel Spaß also im Freibad, beim Erdbeeren pflücken oder beim Grillen!

Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg


Newsletter FESST@HH 5/2020

Heute wollen wir einen kleinen Einblick geben in das "Was wäre gewesen, wenn...".
Die Messkampagne FESST@HH ist ja eine recht spontan organisierte Sache gewesen, aus der Not (und dem Homeoffice) heraus entstanden. Eigentlich waren unsere Pläne für den Sommer andere: Von Anfang Juni bis Ende August sollte das meteorologische Feldexperiment FESSTVaL im brandenburgischen Lindenberg stattfinden. FESSTVaL ist die Abkürzung für “Field experiment on sub-mesoscale spatio-temporal variability in Lindenberg” (dt.: Feld-experiment zur räumlich-zeitlichen Variabilität unterhalb der Mesoskala in Lindenberg).

Als eine Kooperation mehrerer deutscher Forschungseinrichtungen (siehe Abbildung unten) ist dieses Experiment dazu gedacht, Wetterphänomene und zugehörige Prozesse auf einer Skala zwischen 500 m und 5 km mit hoher räumlicher Abdeckung zu erfassen. Besonders im Fokus liegen hierbei Windböen, Strukturen in den unteren Bereichen der Atmosphäre und Kaltluftzonen/Cold Pools.

 

<font size="-1">An FESSTVaL beteiligte Institutionen</font>

 

Das Messgeräte-Repertoire hierfür umfasst dabei eine Vielzahl unterschiedlicher Instrumente:

Basis bildet die umfangreiche bodengestützte Fernmesstechnik des Deutschen Wetterdienstes (DWD) am Meteorologischen Observatorium Lindenberg – Richard-Aßmann-Observatorium (MOL-RAO). Dazu kommen dann für den Zeitraum der Kampagne mehrere koordinierte Windprofilierungsstationen (sogenannte Doppler-LiDARe), mobile Systeme zur Messung der thermodynamischen Eigenschaften der Atmosphäre, ein Niederschlagsradar (baugleich zu dem X-Band-Radar, das im letzten Newsletter erwähnt wurde), Energiebilanzstationen, 20 automatische Wetterstationen, und eben auch mehr als 100 Stationen mit oberflächennahen Messungen von Lufttemperatur und -druck - die APOLLOs.

Darüber hinaus wird die Nützlichkeit eines meteorologischen Bürgermessnetzes während der Kampagne untersucht.

 

Gegeben den Einschränkungen im Forschungsalltag durch die Covid‐19‐Pandemie musste das Messexperiment allerdings auf das kommende Jahr verschoben werden. Und so wurde der Aufbau der mehr als 100 APOLLOs und WXTs statt in Landkreis Oder-Spree kurzerhand nach Hamburg verlegt. Die folgenden beiden Karten zeigen, wie der Plan für FESSTVaL aussah, und im nächsten Jahr auch umgesetzt werden soll, sowie die Ersatz-Variante in Hamburg.

 

<font size="-1"><i>Geplante Standorte im Großraum Lindenberg (Mark), Sommer 2021</i></font>

 

<font size="-1"><i>Realisierte Standorte im Großraum Hamburg, Sommer 2020</i></font>

 

Wie man unschwer erkennt, konnten wir die nahezu idealen ringförmigen Strukturen, wie sie in ländlichen Gebieten möglich sind, nicht wirklich auf das Hamburger Stadtgebiet projizieren. Ob das bei der Auswertung der Daten eine besondere Herausforderung für unseren Doktoranden Bastian sein wird, das werden wir sehen. Dennoch ist die Verteilung so vieler Stationen in der Stadt alleine schon ein großer Erfolg. Die Messdaten, die wir in diesem Sommer damit erhalten bieten eine gute Möglichkeit, Methoden zu testen und Hypothesen zu entwickelt. Außerdem erhalten wir so einen zweiten Datensatz mit hoffentlich vielen Gewittern und ColdPools. So wird es uns unverhoffter Weise ermöglicht, später auch einen Vergleich zwischen städtischem und ländlichem Gebiet zu ziehen. Mittlerweile sehen wir die Verschiebung von FESSTVaL und die damit verbundene Entstehung von FESST@HH also als positive Entwicklung und Chance.

 

Weitere Informationen zu FESSTVal 2021 gibt es übrigens unter www.fesstval.de.
Was in diesem Sommer nun unsere Kollegen in Lindenberg beim FESST@MOL gerade so treiben, und warum es auch ein FESST@Biergarten gibt, davon erzählen wir in einer späteren Ausgabe des Newsletters.
 

Der Regen über Norddeutschland zieht langsam ab. Ein schönes, trockenes Wochenende wünscht
Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg


Newsletter FESST@HH 4/2020

Die vergangenen Tage waren reich bestückt mit Gewittern. Genau diese liegen ja im Fokus unserer Forschung und wir freuen uns darüber, dass unsere Messstationen fleißig Daten hierzu aufgezeichnet haben. Die Auswertung davon ist in Arbeit und in den kommenden Ausgaben des Newsletters haben wir sicherlich Spannendes dazu zu berichten.
Fürs Erste gibt es hier jetzt einmal spektakuläre Fotos vom Geschehen am Himmel. Aufgenommen wurden sie von unserem Doktoranden Bastian Kirsch südöstlich von Hamburg am Samstagabend (27.06.) gegen 21 Uhr:

In der Sequenz der Bilder kann man eindrucksvoll das Phänomen erkennen, das wir bei dieser Kampagne untersuchen wollen: einen Cold Pool. Innerhalb weniger Minuten breitet sich die kalte Luft vom Bereich des Starkregens im Hintergrund zur Seite hin aus und hebt dabei die feucht-warme Luftmasse davor an, zu erkennen an den herunterhängenden Wolkenfetzen, der sogenannten "Shelf Cloud".

Unsere Wissenschaftlerherzen haben also oft höher geschlagen in der letzten Woche. Wir konnten uns häufig gar nicht satt sehen an den imposanten Regenschauern und Wolkenformationen. Ging es Euch auch so? Hoffentlich konntet Ihr die Spektakel jedoch immer aus dem Trockenen heraus beobachten und wurdet nicht unterwegs überrascht davon.
Falls doch, hier ein kleiner Tipp: das von unserer Arbeitsgruppe betriebene Regenradar auf dem Dach des Geomatikums liefert für (fast) das gesamte Hamburger Stadtgebiet eine hochaufgelöste Darstellung, wie der Regen aktuell über die Stadt zieht. Hier kann man nahezu Straßen genau erkennen, ob man Gefahr läuft in den nächsten Minuten nass zu werden. Unsere Webseite bietet sogar eine Kurzzeit-Prognose, in welchen Bereichen der Stadt es wahrscheinlich ist, innerhalb der nächsten 10-40 Minuten Regen abzubekommen.
Für den Starkregen am Samstag sah das Ganze zum Beispiel so aus:


Man beachte den Unterschied in der Auflösung zwischen der Darstellung innerhalb des Kreises (unser Radar, speziell für Hamburg) und außerhalb (das Radar des Deutschen Wetterdienstes, es deckt eine größere Region ab, ist dadurch aber nicht so detailreich).

Schaut also gerne vorbei auf wetterradar.uni-hamburg.de . Das kann in den nächsten Tagen schon Mal sehr nützlich werden, denn die werden für Juli nicht ganz so wünschenswert sommerlich, sondern grau-regnerisch (gilt zumindest für Hamburg). Aber wir sind ja mittlerweile alle Profis darin, Beschäftigungen zu Hause zu finden.

Dennoch ein schönes Wochenende wünschen wir!
Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg


Newsletter FESST@HH 3/2020

Die Stationen unseres meteorologischen Feldexperiments laufen nun schon etwa drei Wochen. Die ein oder andere Kinderkrankheit konnte diagnostiziert und behandelt werden, wie zum Beispiel Probleme mit den Akkus:
Durch einen passend programmierten "Powerbank-Wecker" (besser: Wachhalter), der als USB-Stecker daherkommt, haben wir jetzt einen ganzen Schwung zusätzlicher Powerbanks zur Verfügung. Die waren vorher aussortiert worden, weil sie trotz angeschlossenem APOLLO nach kurzer Zeit einfach ausgingen.
Das heißt also für die Selbst-Warter: Wer bisher nur eine Powerbank von uns bekommen hat, kann jetzt bei Bedarf eine zweite zum Wechseln bekommen, so dass keine stundenlangen Datenlücken mehr entstehen. Einige haben aber auch schon andere Lösungen entwickelt, z. B. das Laden direkt an der laufenden Station (nur mit dem neueren Typ möglich) oder einfach den Einsatz einer eigenen Powerbank zur Überbrückung der Ladepause. Und manche APOLLOs haben gleich einen dauerhaften Stromanschluss bekommen, wie diese hier:

Werfen wir noch einen kurzen Blick auf die Statistik:
- es wurden bereits über 1 GB Daten von 39 verschiedenen Stationen hochgeladen (alle anderen sammeln fleißig und liefern später)
- die längste durchgehende Messreihe haben wir von einer APOLLO Station im Kleingartenverein Lokstedt (16,5 Tage, das entspricht sagenhaften 1,4 Millionen Einzelmessungen)

Wir wünschen nun eine schöne Zeit in der Sonne heute, im Regen morgen und mit der Abkühlung am Sonntag.
Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg


Newsletter FESST@HH 2/2020

Der Aufbau unserer meteorologischen Messstationen ist erfolgreich abgeschlossen (und wir wischen uns erst einmal die Schweißperlen von der Stirn). Über die vergangenen Tage hinweg sah das Wachsen des Netzwerks im Stadtgebiet so aus:

Insgesamt 102 Stationen messen nun in Hamburg und Umland, was diesen Sommer über vor, während und nach Gewittern in der bodennahen Atmosphäre passiert.

Natürlich haben wir auch bereits ein wenig in die Daten geschaut. Ein Beispiel: Dargestellt in der Abbildung unten sind der Verlauf von Lufttemperatur (blau) und Luftdruck (rot) über einen Zeitraum von 11 Tagen (05.-16. Juni). An Tag 9, also letzte Woche Samstag, sieht man sehr schön, wie am Mittag während der Gewitter die Lufttemperatur deutlich abfällt und auch der Luftdruck starken Schwankungen unterliegt. Genau diese Effekte wollen wir mit den Messungen im Detail untersuchen.
 

 

Ein schönes Wochenende! Regen, Sonne, Wolken - diesmal ist für jeden etwas dabei.
Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg


Newsletter FESST@HH 1/2020

Hallo,
und herzlich Willkommen im Newsletter zum meteorologischen Messexperiment im Sommer 2020 in Hamburg - dem FESST@HH. Danke, dass Du Teil davon bist und unser Vorhaben unterstützt!
Von nun an gibt es über diesen Kanal Informationen und Updates von uns. Wir starten heute erst einmal mit allgemeinen Infos.
In Betrieb sind - Stand heute Morgen - 84 von den 110 geplanten (siehe Karte). Am Wochenende stehen die Gewitter auch schon passend vor der Tür. Wir können sie also mit einem nahezu vollständigen Netzwerk an Temperatur- und Luftdrucksensoren in Hamburg und Umland erwischen.



Im Anhang befindet sich auch ein Flyer mit Wissenswertem rund um die Messstationen in Hamburg. Außerdem gibt es auch die Anleitung dazu, wie die APOLLO-Station zu warten ist - sofern Du die Premium-Variante der Selbst-Betreuung gewählt hast ;) Gerne kann der Akkutausch übrigens in einem wöchentlichen Rhythmus erfolgen, bietet sich vielleicht an als persönliche Routine.

Für alle Social Media-Affinen sei noch auf unsere Kanäle verwiesen, in welchen immer mal wieder Tagesaktuelles berichtet wird:
Facebook: www.facebook.de/meteorologie.hamburg
Twitter: @wettermast
Instagram: @meteorologie.hamburg
Und uns gibt es natürlich auch ganz traditionell im Web unter http://fesstval.de/index.php?id=5350

Wir wünschen nun ein schönes Wochenende - viel Spaß beim Gewitterbeobachten und dazwischen mit etwas Glück auch mal die Sonne genießen.

Das Team der Arbeitsgruppe Atmosphärenmessungen/Prozessmodellierung des Meteorologischen Institut der Uni Hamburg.



P.S.: Wer übrigens Lust hat, mehr als nur die Stromversorgung zu überwachen, der meldet sich bei uns. Mit etwas technischem Geschick kann man uns auch bei der Datenauslese unterstützen.


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