Für die Untersuchung der kohärenten Strukturen wird im Rahmen dieses Projekts ein neuer Messansatz basierend auf Dual Doppler Lidar Verfahren entwickelt und angewandt. Machbarkeitsstudien und die Implementierung von objektiven Detektionsalgorithmen erfolgen auf Basis von virtuellen Messungen in einer LES Modellumgebung. Für Messungen in der atmosphärischen Grenzschicht stehen die Doppler Lidar Systeme des KITcube zur Verfügung.

 

 

 

 

Aufbauend auf den atmosphärischen Messungen werden folgende Fragestellungen bearbeitet:

• Welche kohärenten Bewegungen können in der Atmosphäre beobachtet werden? Welche Formen existieren?
• Welche Abhängigkeiten treten im Zusammenhang mit der Stabilität der atmosphärischen Schichtung und dem Hintergrundwind auf?
• Welche Mechanismen beeinflussen die Ausbildung von kohärenten Bewegungen?
• Welchen Einfluss haben diese Strukturen auf die turbulenten Transportvorgänge in der Grenzschicht?

 

 

 

Virtuelle Messungen sind "Messungen" in einer Modellumgebung. Dafür werden die 3D Winddaten aus der Simulation so herausgezogen und gemittelt, wie das Lidar mit seinen spezifischen Eigenschaften (Pulsbreite, Samplingrate, Anzahl der verwendeten Punkte pro Rangegate, etc) den Wind entlang Strahlrichtung messen würde.

 

 

 

 

 

 

 

 

Messaufbau während der Messkampagne HD(CP)2 in Jülich. Die beiden "WindTracer" Doppler Lidare standen ca. 2.5 km voneinander entfernt und wurden in einem synchronisierten Scanmodus betrieben.

 

Selbstorganisation in windstillen Situationen: Konvergenzzonen im gemessenen horizontalen Windfeld (links) und wabenförmige Muster im Vertikalwind in Grobstruktursimulation PALM (LES, rechts).

 

 

Organisation des horizontalen Windes (hier Komponente in Windrichtung) in langgezogenen Bändern, die sich in Windrichtung ausrichten (Steaks): links in der Messung, rechts in Grobstruktursimulation PALM.