Energiebilanzschließung bei Eddy-Kovarianz-Messungen unter Berücksichtigung atmosphärischer Stabilität und thermischer Oberflächenheterogenität
<p>Die Energiebilanzl&#252;cke, die durch die Untersch&#228;tzung latenter und f&#252;hlbarer W&#228;rmestr&#246;me in Eddy-Kovarianz-Messungen entsteht, ist ein seit Jahrzehnten bekanntes Problem. Seither wurden verschiedene Ans&#228;tze zur Schlie&#223;ung der L&#252;cke entwickelt, die zu einer Verbesserung der Instrumentierung und der Anwendung verschiedener Korrekturmethoden in der Datenaufbereitung gef&#252;hrt haben. Diese Ma&#223;nahmen f&#252;hrten bisher jedoch noch nicht zu einer vollst&#228;ndigen Schlie&#223;ung der Energiebilanzl&#252;cke. Ein wesentlicher Grund daf&#252;r ist, dass der Energietransport durch sub-mesoskalige atmosph&#228;rische Zirkulationen definitionsgem&#228;&#223; nicht durch Eddy-Kovarianz-Messungen mit typischen Mittelungszeiten erfasst werden kann. Es gibt bereits einige Ans&#228;tze, die verbleibende L&#252;cke zu schlie&#223;en, indem der fehlende Anteil in unterschiedlichen Verh&#228;ltnissen den gemessenen f&#252;hlbaren und latenten W&#228;rmefl&#252;ssen zugerechnet wird. Allerdings gibt es nur wenige Ans&#228;tze, die diesen fehlenden Anteil auf der Grundlage kausaler Faktoren bestimmen. Als wichtiger Faktor wurde neben der atmosph&#228;rischen Stabilit&#228;t die Heterogenit&#228;t der Landschaft, insbesondere die thermische Ungleichm&#228;&#223;igkeit, identifiziert. In einer idealisierten Large-Eddy-Simulationsstudie wurde daher ein neues Modell der Energiebilanzl&#252;cke in Abh&#228;ngigkeit eines atmosph&#228;rischen Stabilit&#228;tsparameters und eines Heterogenit&#228;tsparameters, der sowohl die Amplitude der Oberfl&#228;chentemperatur als auch die vorherrschende Heterogenit&#228;tsskala ber&#252;cksichtigt, entwickelt. Dieses Modell kann mit nur wenigen zus&#228;tzlichen Messungen zur Korrektur von Eddy-Kovarianz-Messungen unter instabilen und konvektiven atmosph&#228;rischen Bedingungen in Landschaften unterschiedlicher Oberfl&#228;chenheterogenit&#228;t verwendet werden. Das Modell wurde an 17 Eddy-Kovarianz-Stationen, die im Sommer und Herbst 2019 &#252;ber einen Zeitraum von drei Monaten im Rahmen der umfassenden CHEESEHEAD19 (Chequamegon Heterogeneous Ecosystem Energy-balance Study Enabled by a High-density Extensive Array of Detectors) Messkampagne im Norden Wisconsins (USA) betrieben wurden, getestet. Wir stellen das neue Modell und dessen Anwendung auf Feldmessungen vor.</p>