Markus Garhammer, Experimentelle Meteorologie, LMU München

Physik der Atmosphäre, Meteorologie

An der LMU München unterstreichen wir den untrennbaren Zusammenhang zwischen den Grundprinzipien der Natur - der Physik - und allen theoretischen, experimentellen oder auch angewandten Aspekten der Meteorologie.

In der theoretischen Meteorologie beschäftigen wir uns mit einer Reihe von Fragen aus der Grundlagenforschung und der angewandten Forschung, wie zum Beispiel der Vorhersagbarkeit: Kann man das Wetter jenseits des Horizonts von 10 Tagen zuverlässig vorhersagen? Oder ist das Fehlerwachstum so groß, dass eine kleine Anfangsstörung, wie der aus der Chaostheorie bekannte Flügelschlag eines Schmetterlings, das Wetter ein bis zwei Wochen später komplett verändern kann?

© Markus Garhammer, Experimentelle Meteorologie, LMU München

Fragen wie diese stehen im Zentrum des von der LMU koordinierten Schwerpunktprogramms „Waves To Weather“. Zusammen mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) untersuchen wir im „Hans-Ertel-Zentrum für Datenassimilation“, wie hochaufgelöste Satellitendaten und eine bessere Repräsentation des Meß- und Modellfehlers in Modell-Ensembles zu zuverlässigeren Wetterprognosen führen können. Ebenso werden für Modelle verbesserte stochastische Parametrisierungen gesucht. Diese Ansätze berücksichtigen auch die von Modellen räumlich nicht-aufgelöste Physik, die zum Beispiel für die Konvektion und den vertikalen Massen- und Energietransport entscheidend ist. Desweiteren untersuchen wir dynamische Wechselwirkungen im Übergangsbereich von Wetter zu Klima.

In der experimentellen Meteorologie beschäftigen wir uns mit der Wechselwirkung zwischen Wolken, Aerosolpartikeln und Strahlung. Wir entwickeln Fernerkundungsverfahren basierend auf elektromagnetischer Strahlung im optischen und im Mikrowellenbereich für die Messung vom Boden und vom Forschungsflugzeug aus. Mit Hilfe von aktiven Radar- und Lidarbeobachtungen, sowie abbildenden hyperspektralen Radiometern versuchen wir die Wolkenmikrophysik abzuleiten. Die drei-dimensionale Verteilung von Anzahl, Phase und Größe von Wassertröpfchen und Eispartikeln bestimmt den Klimaeffekt von Wolken und die Niederschlagsbildung. Unter anderem für die Auswertung dieser Beobachtungen entwickeln wir komplexe numerische Strahlungstransportmodelle. Neben Untersuchungen zum Einfluss von Partikeln auf die Wolkenbildung, stellen wir uns die Frage, inwieweit Absorption solarer Strahlung und Emission thermischer Strahlung einen Einfluss auf Struktur und Mikrophysik von Wolken haben, und wie man diese Einflüsse in niedrig aufgelösten Wetter- und Klimamodellen quantitativ berücksichtigen kann. Auch auf die Fernerkundung von Luftschadstoffen sowie für die optimale Nutzung erneuerbarer Energien wenden wir unsere Methoden an.

Professoren

Prof. Dr. Thomas Birner
Atmosphärische Dynamik, Klimadynamik / Wechselwirkung atmosphärischer Wellen mit der Hintergrundströmung / Großräumiger Transport von atmosphärischen Spurengasen / Einfluss von Klimawandel auf Lage und Intensität großräumiger atmosphärischer Zirkulationsmuster

Prof. Dr. George Craig
Stochastische Parametrisierungen / Ensemble-Vorhersagen und -Vorhersagbarkeit / Datenassimilation / Vorhersageprüfung

Prof. Dr. Bernhard Mayer
Atmosphärischer Strahlungstransport / Lidar-Fernerkundung von Aerosol und Wolken / Wolkenspektrometer / UV-Strahlung: Messung und Modellierung

Prof. Dr. Markus Rapp
Untersuchung der komplexen Vorgänge in der mittleren Atmosphäre / Messungen mit Höhenforschungsraketen / Messungen bodengestützt mit Radar- und Lidarmethoden

Prof. Dr. Mark Wenig
Fernerkundung von Schadstoffen in der Luft / Bodengestützte und satellitenbasierte differenzielle optische Absorptionsspektroskopie / Strahlungstransportmodellierungen, Simulationen, digitale Bildverarbeitung

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