Kohärente Strukturen, Leiterin Dr. Katja Träumner

Die atmosphärische Grenzschicht ist der unterste Bereich der Troposphäre. Sie erstreckt sich vom Erdboden bis in ca. 1 bis 2 km Höhe, d.h. es ist der Bereich der Atmosphäre, indem sich der größte Teil menschlichen Lebens abspielt. Der Wind in der Grenzschicht ist geprägt durch Turbulenz -  zufälligen, im Detail nicht vorhersagbaren Bewegungen. In diesem ungeordneten Windfeld können jedoch deutlich ausgeprägte Muster, sogenannte kohärente Strukturen, auftreten. Die Abbildungen links zeigen zwei Beispiele.

Obwohl das Auftreten von kohärenten Strukturen in turbulenten Fluiden seit den 30er Jahren des 20ten Jahrhunderts erforscht wird, wissen wir wenig über ihre Charakteristika, ihr Auftreten und ihren Einfluss innerhalb der atmosphärischen Grenzschicht. Ursache dafür sind bisher fehlende Verfahren zur mehrdimensionalen Erfassung dieses Phänomens.

Neuartige Dual-Doppler Lidar Verfahren können heute verwendet werden um kohärente Strukturen messtechnisch zu erfassen und zu untersuchen. Damit können einerseits Prozessstudien durchgeführt werden, zum Beispiel über die Auslösung von Konvektion oder die Verursachung von Schäden an Rauhigkeitssprüngen wie Waldkanten unter Starkwindbedingungen. Andererseits wird es möglich den Einfluss der Strukturen auf Stoff- und Energieflüsse innerhalb der Grenzschicht zu ermitteln und besser in atmosphärischen Modellen abzubilden.