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INVACODA

INcreasing the VAlue of Campaign Observations through Data Assimilation to advance convective predictability

Intensive Konvektion im Sommer vorherzusagen - insbesondere in komplexem Gelände - ist selbst für hochauflösende regionale numerische Wettervorhersagemodelle (NWP)eine Herausforderung. Der Vorhersagehorizont ist auch bei hochauflösenden, konvektionsfähigen Ensemble-Vorhersagesystemen auf wenige Stunden begrenzt. Hochaufgelöste Beobachtungen, z.B. Doppler-Wind-Lidare, das Netz der globalen Navigationssatelliten-Empfänger (GNSS) oder neuartige Wasserdampf-Profiler (DIAL) bieten ein neues, bisher ungenutztes Potenzial um die Vorhersagbarkeit und unser Verständniss von mesoskaligen konvektiven Prozessen zu verstehen.

Genau das ist das Ziel von INVACODA: Wir wollen erforschen, wie hochauflösende Beobachtungen die Vorhersagbarkeit verbessern können. Endweder, indem man sie operationell mitassimiliert, oder indem man durch ihre Auswertung die numerischen Modelle verbessert. Zu diesem Zweck will INVACODA die operationellen Analysen und Ensemblevorhersagen des DWD mit Beobachtungen aus Kampagnen zur sommerlichen Konvektion auswerten und "data impact" Experimente mit solchen hochaufgelösten Beobachtung durchführen. Die Ergebnisse sollen dabei helfen, die Beobachtungsstrategie für künftige Kampagnen zu verbessern. Außerdem wollen wir detaillierte Prozess- und Modellierungsstudien durchführen, um besser zu verstehen, wie Konvektion initiiert und intensiert wird.

INVACODA ist in das Italia-Deutschland Science-4-Services Netzwerk (IDEA S4S) eingebettet und arbeitet eng mit dem DWD, der Universität Bologna und dem Institut für Atmosphärenwissenschaften und Klima des Nationalen Forschungsrats Italiens zusammen. In beiden Ländern gibt es Regionen mit komplexem Terrain, die immer wieder von starken konvektiven Niederschlägen und Überschwemmungen betroffen sind. Wir hoffen daher, mit unseren Ergebnissen künftige Erweiterungen des Beobachtungsnetzes beider Länder anzuleiten und die Vorhersage von Konvektion über komplexem Gelände zu verbessern.

Zwei Promotionsprojekte im Rahmen des Projekts befassen sich mit den folgenden Forschungsfragen:

(1) Welche Prozesse auf welchen räumlichen und zeitlichen Skalen bestimmen, wie konvektive Ereignisse ausgelöst und intensiviert werden, und wie gut werden sie im konvektionsauflösenden Ensemblevorhersagesystem des DWD dargestellt?

(2) Können hochaufgelöste Beobachtungen der dynamischen und thermodynamischen Struktur der unteren Troposphäre in komplexem Gelände die Vorhersageunsicherheit verringern und die Ensemblevorhersage von hochwirksamen konvektiven Ereignissen verbessern, und wenn ja, welche Beobachtungen sind dafür am nützlichsten?