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The behaviour of the height of the mechanically driven atmospheric boundary layer derived from idealized WRF simulations
Alina Schuster
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Lehramtsstudium UF Physik UF Mathematik
Betreuer*in
Petra Seibert
DOI
10.25365/thesis.56985
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21481.63062.670767-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Mischungshöhe oder Höhe der atmosphärischen Grenzschicht ist ein grundlegender Parameter
der atmosphärischen Grenzschicht. Es gibt verschiedene Methoden, mit denen man die
Mischungshöhe bestimmen kann. Man kann sie aus Profilmessungen ableiten, mit Parametrisierungen
bestimmen, oder mittels numerischer Modelle erhalten. In der vorliegenden Diplomarbeit
wurde das Problem der Bestimmung der Mischungshöhe unter Verhältnissen mit mechanisch
angetriebener Turbulenz untersucht. Viele einfache diagnostische Gleichungen für die Bestimmung
der Grenzschichthöhe enthalten den Coriolisparameter. Die wichtigsten Fragen dieser
Studie sind die Leistung solcher diagnostischen Gleichungen in Gebieten nahe dem Äquator, wo
der Coriolisparameter null ist, und die Relevanz des Coriolisparameters für die Bestimmung der
Grenzschichthöhe. Für diesen Zweck wurde das numerische Modell “Weather Research and Forecasting
Model (WRF)” verwendet. Numerische Simulationen wurden mit der idealisierten Ein-
Säulen-Modellversion durchgeführt. Es wurde gezeigt, dass die einfachen diagnostischen Gleichungen
in höheren Breiten gute Übereinstimmung mit dem Modell zeigen, aber nicht in der
Lage sind, die Mischungshöhe in der Äquatornähe zu bestimmen. Es wurde weiters gezeigt, dass
der Coriolisparameter für die Bestimmung der stabilen und neutralen Grenzschichthöhe weniger
relevant ist als die Anfangsgeschwindigkeit des Windes, Schubspannungsgeschwindigkeit und
die Brunt-Väisälä-Frequenz.
Abstract
(Englisch)
Mixing height or atmospheric boundary layer height is an important parameter of the atmospheric
boundary layer. There are different possibilities for mixing height determination, the
analysis of profile measurements and the application of parameterizations or models. In the
present diploma thesis, the problem of estimation of mixing height in situations where mechanically
produced turbulence is important was studied. Many simple diagnostic equations for determination
of mixing height in such conditions contain the Coriolis parameter. The main question of
this study was the performance of such equations in the equatorial areas, where this parameter is
zero, and the relevance of the Coriolis parameter for the determination of mixing height. For this
purpose, the numerical Weather Research and Forecasting Model (WRF) was employed. Numerical
simulations were made with the idealized single-column model version (SCM). It was shown
that simple diagnostic equations have a good agreement with the model in higher latitudes, but
are unable to estimate mixing height in the equator areas. It was also shown that the Coriolis
parameter is less relevant for estimating the stable and near-neutral boundary layer height than
initial wind speed, friction velocity, and Brunt-Väisälä frequency.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
atmospheric boundary layer mixing height Coriolis parameter stable and neutral boundary layer diagnostic equations numerical model
Schlagwörter
(Deutsch)
atmosphärische Grenzschicht Mischungshöhe Coriolisparameter /stabile und neutrale Grenzschicht diagnostische Gleichungen numerisches Modell
Autor*innen
Alina Schuster
Haupttitel (Englisch)
The behaviour of the height of the mechanically driven atmospheric boundary layer derived from idealized WRF simulations
Paralleltitel (Deutsch)
Das Verhalten der Höhe der mechanisch angetriebenen Grenzschicht, abgeleitet aus idealisierten WRF-Simulationen
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
56 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Petra Seibert
Klassifikation
33 Physik > 33.90 Physik in Beziehung zu anderen Fachgebieten
AC Nummer
AC15537889
Utheses ID
50332
Studienkennzahl
UA | 190 | 412 | 406 |