Turbulente Austauschprozesse zwischen Waldflächen und der Atmosphäre

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Ziel des Projekts ist es, die Effekte von Waldkanten und anderer Inhomogenitäten bei der Modellierung und Messung des Austauschs von Wäldern mit der atmosphärischen Grenzschicht besser zu berücksichtigen. Der Schlüssel hierfür liegt in der detaillierten Analyse der an Waldkanten ablaufenden Transportprozesse und, darauf aufbauend, der Entwicklung verfeinerter Messmethoden und realistischer Vegetationsmodelle für die numerische Simulation. Zu Beginn der ersten Phase wurden die dafür notwendige Zusammenarbeit von Feldmessungen, Windkanalexperimenten, Grenzschichtmethoden und Large-Eddy-Simulationen (LES) aufgebaut. Windkanalexperimente und umfangreiche Freilandmessungen (zum Jahreswechsel 2008/9 noch laufend), sowie Simulationen mittels Grenzschichtmodell und LES wurden bereits durchgeführt und haben u.a. die Bedeutung der hochauflösende Bestandescharakterisierung durch Laserscanmethoden gezeigt. In der zweiten Phase soll die Entwicklung des 2D-Grenzschichtmodells und verbesserter Feinstrukturmodelle fortgesetzt werden, die LES für heterogene Waldgebiete mit angepassten, höheren Auflösungen an Vegetationsgrenzen ermöglichen. Wesentliche Voraussetzungen dafür werden durch die Analyse der Freilandmessungen und Referenzexperimente im Windkanal geschaffen. Die Anwendung solcherart verfeinerter LES auf größere Gebiete, wie insbesondere den Untersuchungsstandort „Wildacker“, bildet andererseits in Verbindung mit Feldmessungen und abgestimmten Windkanalstudien den Ausgangspunkt für die Weiterentwicklung des Grenzschichtmodells.Durch die gute Zusammenarbeit der Projektpartner am Standort Dresden (siehe Internet: „TurbEFA“) können sowohl die experimentellen als auch die modelltechnischen Entwicklungen in enger Abstimmung erfolgen. Das verbesserte Verständnis für Skalenübergänge ermöglicht die Entwicklung problemangepasster Modelle in adäquater räumlicher Auflösung und sauberer Parametrisierung, um entscheidende Aspekte der Rückkopplungen zwischen Vegetation und Atmosphäre besser zu verstehen.