Neue Einblicke in Strömungsphänomene im Gewitterumfeld durch gezielte Messungen mittels flugzeuggetragenem Doppler-Lidar
<p>Flugzeuggetragene Doppler-Lidar Messungen stellen ein wertvolles Werkzeug f&#252;r die meteorologische Forschung dar, da sie gezielte und r&#228;umlich hoch aufgel&#246;ste Beobachtungen atmosph&#228;rischer Str&#246;mungsph&#228;nomene erm&#246;glichen.</p> <p>In den letzten Jahren wurde vom Karlsruher Institut f&#252;r Technologie (KIT) gemeinsam mit der TU Braunschweig ein neues flugzeuggetragenes Doppler-Lidar System f&#252;r den Einsatz an Bord des Forschungsflugzeugs Dornier 128-6 (Rufzeichen D-IBUF) entwickelt. Das System besteht aus einem Lockheed Martin WindTracer WTX Doppler-Lidar und einem speziell f&#252;r das Flugzeug von der Arges GmbH entwickelten 2-Achsen-Scanner. Im Vergleich zu bereits existierenden flugzeuggetragenen Doppler-Lidaren bietet das neue System eine h&#246;here r&#228;umliche Aufl&#246;sung und mehr Flexibilit&#228;t f&#252;r gezielte Messungen, u.a. aufgrund der niedrigen Fluggeschwindigkeit und VFR-F&#228;higkeit des Tr&#228;gerflugzeugs Dornier 128.</p> <p>Im Sommer 2021 wurde unter F&#252;hrung des Instituts f&#252;r Meteorologie und Klimaforschung (IMK-TRO) des KIT die <em>Swabian MOSES</em>-Feldmesskampagne als Teil des Helmholtz-Verbundvorhabens MOSES im S&#252;dwesten Deutschlands durchgef&#252;hrt, an der sich 10 deutsche wissenschaftliche Einrichtungen beteiligten. Hierbei fanden erste ausf&#252;hrliche Messungen mit dem neuen flugzeuggetragenen System statt. Eines der Ziele der Messkampagne ist die Untersuchung hochreichender konvektiver Systeme, wie sie h&#228;ufig zwischen dem Schwarzwald und der Schw&#228;bischen Alb im S&#252;dwesten Deutschlands beobachtet werden.</p> <p>Der Beitrag stellt Ergebnisse vor, die durch die Kombination aus flugzeuggest&#252;tzten und bodengebundenen Lidar-Messungen erzielt wurden. Die durch das Messkonzept erm&#246;glichten Beobachtungen sollen Einblicke in Str&#246;mungsprozesse im Gewitterumfeld geben. Nach einem &#220;berblick &#252;ber die durchgef&#252;hrten Messungen wird die erreichte Messqualit&#228;t des flugzeuggetragenen Doppler-Lidar validiert. Der Vergleich mit Messungen von bodengebundenen Doppler-Lidar an drei Standorten ergibt dabei eine gute &#220;bereinstimmung. Es zeigt sich, dass die hochaufl&#246;senden, linienhaften flugzeuggetragenen Doppler-Lidar Messungen in der Lage sind, einzigartige Einblicke in die Str&#246;mungsdynamik zu liefern. Der Einfluss der Orographie auf die Str&#246;mung ist eindeutig nachweisbar, sowohl lokale Talzirkulationen als auch Gebirgsleeeffekte sind zu beobachten. Die Kombination von flugzeuggest&#252;tzten und bodengebundenen Doppler-Lidar Messungen erm&#246;glicht es zudem, die Repr&#228;sentativit&#228;t der bodengebundenen Messungen zu beurteilen. Eine weitere Kombination mit Radarbeobachtungen liefert den Kontext f&#252;r die mit dem Str&#246;mungsfeld assoziierte Gewitteraktivit&#228;t. Somit erweist sich die Kombination von flugzeuggetragenem Doppler-Lidar mit bodengebundenen Fernerkundungsnetzwerken als geeignetes Verfahren, um neue Einblicke in Str&#246;mungsph&#228;nomene im Gewitterumfeld zu gewinnen. Abschlie&#223;end wird das weitere Potenzial der Doppler-Lidar Messungen diskutiert und m&#246;gliche zuk&#252;nftige Aktivit&#228;ten aufgezeigt.</p>