Eine Präsentation aller Vorträge, die wir für euch anbieten, findet ihr hier.

Solare Strahlung – Anwendungen, Erfahrungen und Perspektiven für die Zukunft

Gunther Seckmeyer
Institut für Meteorologie und Klimatologie, Leibniz Universität Hannover

Do 30.05. | 10:45

Die Kenntnis der solaren Strahlung und ihrer Variabilität ist wichtig für viele Anwendungen in der Meteorologie, bei der Forschung und dem Einsatz der Solarenergie sowie in Medizin und Biologie. Der spektralen Strahldichte und ihrer zeitlichen Abhängigkeit in Abhängigkeit von Einfalls- und Azimutwinkel fällt dabei in Theorie und Praxis eine zentrale Rolle zu, weil sich aus deren Kenntnis die anderen Strahlungsgrößen berechnen lassen. Die solare spektrale Strahldichte ist sehr komplex und hängt ab von der Zeit, der Wellenlänge, dem Einfallswinkel, dem Azimutwinkel, dem Ort und der Polarisation; sie ist damit eine 10-dimensionale Größe. Die solare Strahlung wird theoretisch beschrieben durch die Strahlungstransfergleichung (STG), eine komplexe Integralgleichung, die nur mit hohem numerischem Aufwand lösbar ist. Die spektrale Strahldichte wird jedoch für viele Anwendungen gebraucht. Allerdings ist sie aufgrund der Schwierigkeit die notwendigen Eingangsgrößen zu kennen meist durch Modellierung quantitativ nicht gut beschreibbar. Daher kommt der Messung von spektraler Strahldichte und spektraler Bestrahlungsstärke für viele Anwendungen eine zentrale Rolle zu. Die WMO hat Geräteanforderungen für verschiedene Typen von Messgeräten und Anwendungen definiert, die hilfreich bei der Wahl der richtigen Messgeräte sein können. Die Dokumente enthalten neben den Gerätespezifikationen auch Richtlinien und Tipps zum richtigen Umgang mit solchen Messgeräten. Genaue Langzeitmessungen der spektralen Bestrahlungsstärke werden im UV-Bereich u.a. im Network for the Detection of Atmosheric Composition Change (NDACC) seit etwa 25 Jahren durchgeführt. Herkömmliche Messverfahren zur Messung der spektralen Strahldichte in Abhängigkeit von Einfalls- und Azimutwinkel sind zu langsam, um die schnellen Änderungen erfassen zu können, die vor allem durch die Bewölkung hervorgerufen werden. Ein neu entwickeltes Messinstrument – das Advanced Multidirektionale Spektralradiometer (AMUDIS) wird vorgestellt, dass die gleichzeitige Messung der spektralen Strahldichte vom UV bis NIR in mehr als 100 Richtungen mit einer Auflösung von ca. 1 Sekunde ermöglicht.

Turbulenzauflösende Modellierung der atmosphärischen Grenzschicht für angewandte Fragestellungen

Siegfried Raasch
Institut für Meteorologie und Klimatologie, Leibniz Universität Hannover

Sa 01.06. | 12:00

Wettervorhersagen aus dem Computer gibt es seit mehr als 50 Jahren. Ständige Verbesserungen der Vorhersagemodelle und der Computertechnik erlauben heute immer präzisere und detailliertere Vorhersagen. Meteorologische Modelle der neuesten Generation können aber noch viel mehr, denn sie sind in der Lage, turbulente Schwankungen des Windes physikalisch korrekt zu berechnen. Wie funktionieren solche Modelle? Wie können sie dabei helfen, die Luftqualität in unseren Städten zu verbessern, Landeanflüge von Verkehrsflugzeugen sicherer zu machen, oder bessere Standorte für Windenergieanlagen zu finden? Diesen Fragen wird im Vortrag am Beispiel des am IMUK entwickelten LES-Modells PALM nachgegangen.

Die Auswirkungen der Niederschlagsanomalien von 2017 und 2018 auf die Landwirtschaft – Klimawandel oder Ausreißer-Jahre?

Torben Meinert
Zentrum für Agrarmeteorologische Forschung – DWD Braunschweig

Sa 01.06. | 10:00

Der Klimawandel stellt durch die Erhöhung des Temperaturniveaus und durch die größere Häufigkeit von Niederschlagsextremen zunehmende Anforderungen an die Landwirtschaft. Besonders die Jahre 2017 und 2018, die starke positive, bzw. negative Anomalien von der langjährigen Niederschlagsklimatologie aufwiesen, werden im Kontext der Folgen des anthropogenen Ausstoßes von Treibhausgasen gesehen. Auf Basis von Kenngrößen der Niederschlagsstatistik werden Aussagen über die Signifikanz und räumliche Verteilung dieser Abweichungen in den letzten beiden Jahren getroffen. Dies führt zu einer Betrachtung der Bodenfeuchte, die einen zentralen agrarmeteorologischen Parameter darstellt. Der Einfluss der hydrologischen Situation auf die Entwicklung landwirtschaftlicher Kulturen, besonders unter dem Aspekt des Trockenstress‘, wird im Hinblick auf die Vegetationszeit 2018 herausgestellt. Es erfolgt eine Einordnung der zurückliegenden Klimaereignisse in das Ensemble von Klimaprojektionen bis 2100, das im Deutschen Wetterdienst (DWD) berechnet und im Rahmen des Deutschen Klimaatlas (www.deutscher-klimaatlas.de) veröffentlicht wird. Darüber hinaus wird ein kurzer Einblick in die Aufgaben des Zentrums für Agrarmeteorologische Forschung (ZAMF) Braunschweig sowie in die operationelle Anwendung des Bodenwassermodells AMBAV gegeben.

Von Plättcheneis bis zum Ozonloch: Überwintern in der Atkabucht

Hanno Müller
Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Sa 01.06. | 12:45

Auf dem Ekström-Schelfeis in der Antarktis betreibt das Alfred-Wegener-Institut seit zehn Jahren die ganzjährig besetzte Forschungsstation Neumayer III. Das wissenschaftliche Spektrum reicht von Untersuchungen chemischer Aerosolzusammensetzung über ein Meereismessprogramm bis hin zur Verhaltensforschung der Kaiserpinguine. Der Schwerpunkt dieses Vortrags liegt auf dem meteorologischen Observatorium. Es liefert wichtige Beiträge zum Global Climate Observing System, indem es seit 1981 qualitativ hochwertige Langzeitmessreihen verschiedener essentieller Klimavariablen aufzeichnet. Neben Impressionen des Lebens in der Eiswüste werden die täglichen Aufgaben des auf der Station überwinternden Meteorologen vorgestellt.

Naturgefahrenmodellierung

Lena Ebsen
Hannover Rück

Do 30.05. | 12:00

Realistische Schätzungen für historische Schäden aus weltweiten Naturgefahren (von tropischen Wirbelstürmen über Erdbeben bis hin zu Waldbränden) gibt es erst seit wenigen Jahrzehnten. Dieser Zeitraum ist zu kurz, um ein umfassendes Bild für das Risikomanagement von Naturgefahren zu liefern. Um dennoch Aussagen darüber treffen zu können, wieviel Kapital vorgehalten werden muss, oder um einen angemessenen Preis für die Versicherung von Naturgefahren zu bestimmen, werden Naturgefahrenmodelle verwendet.
Dieser Vortrag soll einen Einblick geben, wie Naturgefahrenmodelle aufgebaut sind und inwiefern sie mit Wetter- oder Klimamodellen vergleichbar sind bzw. zusammenhängen. Außerdem wird ein Arbeitsfeld für Meteorologen abseits der Wissenschaft und der Wettervorhersage vorgestellt.

Mit dem Segelflugzeug in die Stratosphäre

Dieter Etling
Institut für Meteorologie und Klimatologie, Leibniz Universität Hannover

Do 30.05. | 12:45

Im September 2017 gelang den Piloten Jim Payne und Morgan Sandercock ein neuer Höhenweltrekord für Segelflugzeuge. Im Bereich der südlichen Anden erreichten sie eine Höhe von 15.902 m, weit oberhalb der Tropopause sowie von motorgetriebenen Passagierjets und noch oberhalb der Gipfelhöhe des deutschen Forschungsflugzeugs HALO. Ein Segelflugzeug ist für einen Höhengewinn auf entsprechende Vertikalbewegungen in der Atmosphäre angewiesen. Im Bereich der unteren Troposphäre sind dies vor allem thermische Aufwinde im Bereich von Cumulus-Wolken (Thermikflug). In der oberen Troposphäre und in der Stratosphäre kommen dafür nur Aufwärtsbewegungen im Bereich von orographisch angeregten Schwerewellen (Leewellen) in Frage.
Im Vortrag wird die Entstehung von Leewellen erläutert und die Voraussetzungen analysiert, unter denen diese Wellen bis in die mittlere Stratosphäre vordingen können. Dabei wird auch auf die Entdeckung der Leewellen durch Segelflieger in der Zeit um 1930 herum eingegangen.
Der neue Höhenweltrekord vom September 2017 wird unter meteorologischen Aspekten analysiert. Dabei zeigt es sich, dass Leewellen durch spezielle Modelle der numerischen Wettervorhersage sehr gut vorhergesagt werden können, und das solche Vorhersagen für die Planung von Wellenflügen in größeren Höhen praktisch unabdingbar sind.

Wolken – und ihre Mikrophysik

Ein Versuch der Entmystifizierung durch numerische Modelle

Johannes Schwenkel
Institut für Meteorologie und Klimatologie, Leibniz Universität Hannover

Do 30.05. | 10:00

Wolken spielen in der Meteorologie eine zentrale Rolle. Sie transportieren Niederschlag und wechselwirken mit der Strahlung, sodass sie einen signifikanten Effekt auf das Klima aufweisen. Die Prozesse, die Wolken jedoch beeinflussen, finden auf den unterschiedlichsten räumlichen und zeitlichen Skalen statt: Von den makroskaligen Strömungsmustern, die die Entstehung von Hoch- und Tiefdruckgebieten beeinflussen, bis hin zur Mikroskala, auf der einzelne Tropfen miteinander kollidieren und koaleszieren. Mithilfe von in-situ Messungen wird seit Jahrzehnten versucht, die Prozesse direkt und indirekt zu messen und somit den Einfluss verschiedener mikrophysikalischer Prozesse besser zu verstehen. Parallel dazu nimmt die Modellierung solcher Prozesse, sei es in numerischen Wettervorhersage Modellen als auch in hochaufgelösten Forschungsmodellen, einen zunehmend wichtigeren Stellenwert ein. In diesem Vortag werden die spannenden mikrophysikalischen Prozesse von Flüssigwasserwolken skizziert und anschaulich die verschiedenen state-of-the-art Methoden der numerischen Modellierung von Wolken aufgezeigt.

Astronautin und Meteorologin – Eine außergewöhnliche Kombination?

Insa Thiele-Eich
Meteorologisches Institut, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Sa 01.06. | 10:45

Dr. Insa Thiele-Eich ist Meteorologin und Klimaforscherin und seit einem nächtlichen Spaziergang im Alter von ca. 8 Jahren fasziniert von Galaxien und den Geheimnissen des Alls. Seit April 2017 trainiert sie als Astronautin und könnte 2020 womöglich als Wissenschaftsastronautin und zudem erste deutsche Frau zur Internationalen Raumstation ISS fliegen. In Ihrem Vortrag berichtet sie von ihrem Alltag zwischen Grundlagenforschung und Klimawandel, aber auch von ihrem Weg zur Schwerelosigkeit und was es bedeutet, dem eigenen Traum so nahe zu kommen.