Modellstudie über den Einfluss von Aerosol-Wolken-Wechselwirkungsprozessen auf Niederschlag in urbanen Gebieten
<p>St&#228;dtische Gebiete k&#246;nnen konvektive Systeme &#252;ber zwei Mechanismen ver&#228;ndern: (I) durch verst&#228;rkte Konvergenz und vertikale Geschwindigkeitsver&#228;nderungen &#252;ber dem gesamten Stadtraum, die durch die Rauigkeit und thermische Effekte induziert werden, und (II) durch Aerosol-Wolken-Niederschlags Interaktionen, die durch hohe st&#228;dtische Partikelemissionen hervorgerufen werden. Werden die st&#228;dtischen Aerosole als Wolken Kondensationskeime aktiviert, k&#246;nnen sie die Dynamik und Wolkenmikrophysik beeinflussen und damit eine signifikante und komplexe Rolle in der Niederschlagsbildung spielen. Eine Kombination aus beiden Mechanismen kann eine Ver&#228;nderung der Gewittermorphologie und von Niederschlagsmustern ausl&#246;sen. Dies kann zu einer Intensivierung, Verz&#246;gerung oder aber auch Unterdr&#252;ckung von konvektiven Niederschl&#228;gen f&#252;hren. Ob der st&#228;dtische Einfluss bei der Niederschlagsbildung eine Rolle spielt oder auch nicht, ist au&#223;erdem bestimmt durch die synoptischen Bedingungen. Nicht jedes meteorologische System l&#228;sst einen st&#228;dtischen Einfluss sichtbar werden.<br>F&#252;r eine Simulation der Aerosol-Wolken-Niederschlags-Kopplung in Gegenwart einer Stadt verwenden wir das Modellsystem COSMO-DCEP-MUSCAT. Dieses System besteht aus dem regionalen Atmosph&#228;renmodell COSMO, gekoppelt mit dem Multi Skalen Chemie-Aerosol-Transportmodell MUSCAT und der Stadtparametrisierung DCEP &#8211; eine Erweiterung des BEP Schemas von Martilli. F&#252;r die Simulationen wird eine Nesting Strategie verwendet, wobei das Gebiet mit der h&#246;chsten Aufl&#246;sung aus Gitterzellen mit 500m Gitterabstand besteht, die &#252;ber dem Gro&#223;raum Leipzig zentriert sind.<br>In diesem Beitrag stellen wir verschiedene Empfindlichkeitsstudien vor, die sich an realen Wettersituationen orientieren und den Einfluss der Stadt auf Niederschlag untersuchen. Daf&#252;r wurden mit dem Modellsystem zwei synoptische Hintergrundzust&#228;nde simuliert: eine Konvergenzlinie und ein langsam &#252;ber die Stadt ziehendes System. Dies erm&#246;glicht eine Absch&#228;tzung, ob diese Wettersysteme durch die Stadt beeinflusst werden k&#246;nnen. Au&#223;erdem zeigen wir durch Variation der anthropogenen Emissionen, wie sensitiv der Modellniederschlag auf eine &#196;nderung der st&#228;dtischen Aerosolkonzentrationen reagiert.</p><p><br>Danksagung: Gef&#246;rdert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der L&#228;nder &#8211; EXC 2037 &#8222;CLICCS - Klima, Klimawandel und Gesellschaft&#8220; &#8211; Projektnummer: 390683824</p>