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Messung der Grenzschicht mittels RASS und Radiosonde im Großraum Wien
Claudia Flandorfer
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Reinhold Steinacker
DOI
10.25365/thesis.27424
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29573.39827.654769-0
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Nach einer Übersicht über die typische Struktur und Entwicklung der städtischen Grenzschicht sowie die Besonderheiten der klimatischen Verhältnisse im Raum Wien werden anhand gemessener Vertikalprofile die Strömungsverhältnisse (Windgeschwindigkeit, Windrichtung) und die Temperaturschichtung in der Grenzschicht analysiert und interpretiert.
Am Flughafen Wien-Schwechat wurde von 20. Oktober 2009 bis 28. Februar 2011 ein RASS (Messsystem PCS-2000 der Firma METEK) betrieben. Bis in eine Höhe von 600m wurden 10-Minuten-Mittel von Temperatur, Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Vertikalgeschwindigkeit mit einer vertikalen Auflösung von 25m gemessen. In dieser Arbeit wird zur Untersuchung der winterlichen Grenzschicht im Großraum Wien die Messperiode von Dezember 2009 bis Februar 2010 (3 Wintermonate) betrachtet. Das Messprinzip dieses Fernerkundungssystems wird einleitend erläutert.
Neben den RASS-Messungen werden hierfür die Radiosonden-Aufstiege von Wien Hohe Warte herangezogen und statistische Maßzahlen berechnet. Durch die Gegenüberstellung der Messungen wird gezeigt, wie groß der Unterschied der an den beiden Standorten gemessenen Vertikalprofile ist und warum es zu diesen Differenzen kommt.
Weiters werden anhand zweier Inversionswetterlagen die unterschiedlichen meteorologischen Gegebenheiten zwischen den Messorten gezeigt. Hier wird ebenfalls ein Blick auf die Messwerte der meteorologischen Stationen in der Stadt Wien und Umgebung geworfen.
Die Auswertungen haben gezeigt, dass die vertikalen Profile der Windrichtungen aufgrund der unterschiedlichen orographischen Gegebenheiten an den 2 Messorten vor allem in Bodennähe unterschiedliche Windrichtungen aufweisen, sich jedoch durch den geringer werdenden Einfluss der Orographie in größeren Höhen annähern. Die Windgeschwindigkeit ist am Flughafen Wien-Schwechat durch die geringere Bodenrauhigkeit um etwa 1 bis 2m/s höher, jedoch zeigen die beiden Profile einen nahezu identen Verlauf. Die größten Unterschiede im Temperaturprofil treten in Bodennähe aufgrund der Hanglage der Station Hohe Warte (schneller Erwärmung) und der Stadtnähe (Wärmeinseleffekt) auf. Der Temperaturrückgang ist am Flughafen Wien-Schwechat, im Gegensatz zur Hohen Warte, durch die höheren Windgeschwindigkeiten und die daraus resultierende höhere Durchmischung in den höheren Niveaus etwas gebremst.
Abstract
(Englisch)
After an overview of the typical structure and development of the urban boundary layer as well as the climatic characteristics of the Vienna area, flow regimes and temperature profiles in the boundary layer are analyzed and interpreted based on the sounding data.
From 20th October 2009 to 28th February 2011 a RASS measurement system (PCS-2000 system by METEK) was operated at the Vienna International Airport. 10-minutes-averages of temperature, wind velocity, wind direction and vertical velocity were measured up to 600m above ground with a vertical resolution of 25 m. In this thesis, the investigation of the winter boundary layer focused on the 3 winter months from 1st December 2009 to 28th February 2010. In the beginning, the measuring principle of this remote sensing instrument is explained.
The RASS-measurements will be compared with radiosoundings at Vienna Hohe Warte. Statistical indices are calculated. The comparison demonstrates the differences between the vertical profiles of the meastured parameters.
For 2 different episodes with inversions the differences between the boundary layer profiles, but also the measured parameters of the meteorological measurement stations in Vienna and the immediate vicinity are shown.
The evaluations have shown that the largest differences in the vertical profiles of wind directions can be found at the lower levels, due to the different terrain structures around the two locations. With higher altitudes the wind directions converge, because of the decreasing impact of the orographic structures. As an effect of the lower surface roughness, the airport Wien-Schwechat shows higher wind speeds, but the two considered profiles are nearly identical. The profile at Hohe Warte shows higher temperatures at the lower levels as a result of faster warming of the ground and due to the closeness of the city center. The higher wind speeds at the airport Wien-Schwechat causes higher mixing in the upper boundary layer heights so that the temperature at Hohe Warte decreases faster.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
atmospheric boundary layer RASS Radiosonde
Schlagwörter
(Deutsch)
atmosphärische Grenzschicht RASS Radiosonde
Autor*innen
Claudia Flandorfer
Haupttitel (Deutsch)
Messung der Grenzschicht mittels RASS und Radiosonde im Großraum Wien
Paralleltitel (Englisch)
Measurement of the atmospheric boundary layer with RASS and Radiosonde in Vienna
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
IV, 71, IX S. : Ill., graf. Darst., Kt.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Reinhold Steinacker
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.84 Meteorologie: Sonstiges
AC Nummer
AC10801241
Utheses ID
24518
Studienkennzahl
UA | 415 | | |