Hagedorn, Renate (1996) Hydrologiebilanz im Geesthachter Simulationsmodell der Atmosphäre (GESIMA) als Test der mikrophysikalischen Parametrisierungen. (Diploma thesis), Christian-Albrechts-Universität, Kiel, Germany, 81 pp.

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Abstract

Die Validierung von Simulationsergebnissen ist ein wesentlicher Bestandteil der Entwicklung und Verbesserung numerischer Modelle. In dieser Arbeit wurden, anhand verschiedener Untersuchungen zur Hydrologiebilanz, die mikrophysikalischen Parametrisierungen im Wolkenmodul des Geesthachter Simulationsmodell der Atmosphäre (GESIMA) überprüft. Es zeigte sich, daß im Modell keine Senke oder Quelle für Feuchte existiert, jedoch verschiedene Problemstellen im Wolkenmodul für ein unrealistisches Verhalten der Variablen verantwortlich waren. Der Hauptgrund für diese unkorrekten Ergebnisse lag in der inkonsistenten Berechnung von Massenmischungsverhältnissen und Teilchenzahlen. Durch die Abhängigkeit der mikrophysikalischen Parametrisierungen von diesen Größen ergaben sich dementsprechend unrealistische Umwandlungsraten. Weitere Probleme resultierten aus Unstimmigkeiten in den Formulierungen einzelner Parametrisierungen. Um realistischere Simulationsergebnisse zu erzielen, wurden einige Änderungen im Wolkenmodul vorgenommen, deren Auswirkungen im einzelnen dargestellt werden. Anhand verschiedener Sensitivitätsstudien wurde die verbesserte Version des Wolkenmoduls getestet, sowie die unterschiedlichen Abhängigkeiten der Wolkenbildung von der Modellauflösung, vom vorgegebenen Eingangsprofil und der Störung verdeutlicht. Es zeigte sich, daß bei stabiler Schichtung die Hydrometeorbildung im wesentlichen durch die Störung bedingt ist, während bei labiler Schichtung - relativ unabhängig von der Störung - eine deutlich ausgeprägtere Hydrometeorbildung erzielt werden konnte. Mit der in dieser Arbeit entwickelten neuen Version des Wolkenmoduls ist es nun möglich, mit GESIMA unterschiedlichste Formen von Niederschlagswolken zu simulieren.

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