Ein numerisches Verfahren zur Grenzschichthoehenprognose und Schadstoffausbreitung bei stabiler Grenzschicht. Abschlussbericht. T. 3

Under stable weather conditions the transport of pollutants across the inversion base is strongly reduced. The top of the boundary layer shows the property of a nearly impenetrable wall which separtes regions of well-marked differences in the meteorological variables of temperature and humidity. Beneath this boundry level frequently stratus sheets are observed which influence the atmospheric state by modifying the surface energy balance. By incorporation of the inversion base as an additional prognostic grid level in weather forecast models, the typical phenomena of the stable planetary boundary layer can be resolved and prognosticated. This improves the weather forecast in regard to those meteorological data which are an important input for the simulation of air pollution transport in models like TADAP. (orig.)Bei austauscharmen Wetterlagen ist der Schadstofftransport zwischen den bodennahen Luftschichten und der freien Atmosphaere an der Inversionsbasis weitgehend unterbunden. Die Inversionsbasis wirkt als Grenzflaeche, an ihr werden i.a. markante Unterschiede in den meteorologischen Groessen Temperatur und Feuchte angetroffen. Unterhalb dieser Grenzflaeche werden ausgedehnte und bestaendige Stratusvorkommen beobachtet, die ueber den Energiehaushalt den atmosphaerischen Zustand wesentlich beeinflussen. Durch Einarbeitung der Inversionsbasis, identisch mit der Grenzschichthoehe der stabilen Grenzschicht, als zusaetzliche prognostische Gitterflaeche in die Modellgitter der Wettervorhersagemodelle, koennen diese typischen Grenzschichtphaenomene aufgeloest und prognostisch verfolgt werden. Dies verbessert die Wettervorhersage gerade hinsichtlich derjenigen Daten, die fuer die Schadstoffprognose in Ausbreitungsmodellen wie TADAP als Input benoetigt werden. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RN 8908(92-052,3) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bonn (Germany)DEGerman

Numerische Simulation klimatologischer und lufthygienischer Veraenderungen der urbanen Biosphaere

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Die neuen numerischen Wettervorhersagemodelle des Deutschen Wetterdienstes und ihre Anwendung fuer die Ausbreitungsrechnung. Abschlussbericht. T. 1

The final report of the research project 104 02 589 ''Erschliessung regionaler Wettervorhersagemodelle fuer eine operationelle Kurzfristvorhersage von Luftbeimengungen'' consists of three parts. In this first part the supply of meteorological input data to complex air pollution models is discussed. The new model chain of the Deutscher Wetterdienst and the planned 'experimental system' which will provide the meteorological input data to air pollution models is outlined. The physical parameterizations of the Europa-Modell are reviewed with respect to their influence on the dispersion and deposition of air pollutants. The first steps to develop a Deutschland-Modell with a mesh-size of about 10 km are described. Finally, the future work to build up a system to perform air pollution simulations at the DWD is outlined. (orig.)Der Abschlussbericht zum FE-Vorhaben 104 02 589 ''Erschliessung regionaler Wettervorhersagemodelle fuer eine operationelle Kurzfristvorhersage von Luftbeimengungen'' besteht aus drei Teilen. In diesem ersten Teil wird die Frage der meteorologischen Datenversorgung von Ausbreitungsmodellen diskutiert. Die neue Modellkette fuer die numerische Wettervorhersage im DWD und das geplante ''Experimentiersystem'', die die meteorologische Datenversorgung von Ausbreitungsmodellen ermoeglichen sollen, werden beschrieben. Daran schliesst sich eine Darstellung ausbreitungsrelevanter Probleme und ihrer Behandlung im Europa-Modell an. Abschliessend werden die ersten Schritte in Richtung auf das Deutschland-Modell erlaeutert und ein Ausblick auf notwendige Arbeiten zum Aufbau eines Systems fuer Ausbreitungsrechnungen im DWD gegeben. (orig.)Available from TIB Hannover: RN 8908(92-052,1) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bonn (Germany)DEGerman

Assimilating synthetic land surface temperature in a coupled land–atmosphere model

A realistic simulation of the atmospheric boundary layer (ABL) depends on an accurate representation of the land–atmosphere coupling. Land surface temperature (LST) plays an important role in this context and the assimilation of LST can lead to improved estimates of the boundary layer and its processes. We assimilated synthetic satellite LST retrievals derived from a nature run as truth into a fully coupled, state‐of‐the‐art land–atmosphere numeric weather prediction model. As assimilation system a local ensemble transform Kalman filter was used and the control vector was augmented by the soil temperature and humidity. To evaluate the concept of the augmented control vector, two‐day case‐studies with different control vector settings were conducted for clear‐sky periods in March and August 2017. These experiments with hourly LST assimilation were validated against the nature run and overall, the RMSE of atmospheric and soil temperature of the first‐guess (and analysis) were reduced. The temperature estimate of the ABL was particularly improved during daytime as was the estimate of the soil temperature during the whole diurnal cycle. The best impact of LST assimilation on the soil and the ABL was achieved with the augmented control vector. Through the coupling between the soil and the atmosphere, the assimilation of LST can have a positive impact on the temperature forecast of the ABL even after 15 hr because of the memory of the soil. These encouraging results motivate further work towards the assimilation of real satellite LST retrievals