The impact of turbulent entrainment and mixing on the fine-structure of cloud turbulence

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Das Entrainment von ungesättigter und tropfenfreier Umgebungsluft und deren Mischen mit gesättigter Wolkenluft beeinflusst die Wolkendynamik auf allen Raum- und Zeitskalen. Unser Verständnis dieses, u.a. für die Niederschlagsbildung und den Strahlungshaushalt, fundamental wichtigen Prozesses ist jedoch immer noch unvollständig. Im vorliegenden Projekt möchten wir deshalb experimentelle und numerische Untersuchungen kombinieren, die alle Skalenbereiche des Entrainments in Cumuluswolken überdecken. Messdaten von hubschraubergestützten Wolkenmessungen und aus Large-Eddy Simulationen (LES) liefern großskalige Rand- und Anfangsbedingungen für feiner aufgelöste Lagrangesche Laborexperimente und Direktsimulationen des Mischens von Umgebungs- mit der Wolkenluft. Rückwirkend stellen sie dann die notwendige Information für Feinstrukturparametrisierungen zur Verfügung. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Frage nach dem Einfluss des Entrainments und damit der stark intermittenten Feinstrukturturbulenz auf die Größe und Anzahl der Wassertropfen. Unsere Mehrskalenuntersuchungen, die die Dynamik bis zur viskosen Kolmogorovlänge auflösen, werden letztendlich helfen, die ursprünglichen Wolkenmessungen bezüglich homogener und inhomogener Mischszenarien und damit zusammenhängender Zeitskalen der Phasenumwandlung zu re-interpretieren.