Ordnung im Chaos

Die Young Investigator Group von Dr. Katja Träumner hat einen Weg gefunden, Turbulenz in der atmosphärischen Grenzschicht genauer zu messen. Das Council for Research and Promotion of Young Scientists (CRYS) am KIT hat ihr nun sehr gute Arbeit bescheinigt.

Very precise: Measurement setup of the YIG in Jülich.

Much movement: The arrows show direction and strength of the wind, areas with convergence are highlighted with colors.

Variable: Wind in the direction of flow, measured in meters per second.

Blätterwirbel oder kreisende Segelflieger sind Anzeichen für Turbulenz in der atmosphärischen Grenzschicht. Turbulenz gilt in der Öffentlichkeit als chaotisch und nicht im Detail vorhersagbar. „Es ist aber bekannt, dass in diesem Chaos Ordnung entstehen kann“, sagt Katja Träumner vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung, „dass sich unter bestimmten Umständen die Bewegungen organisieren.“

Messdaten zeigen eindrucksvolle Details im Verhalten des Windes

Eine Aufgabe der Meteorologie ist es, Vorgänge in der Atmosphäre richtig zu beschreiben und mit Parametern zu versehen, so dass Modelle diese Vorgänge reproduzieren können. Grundlage dafür sind Beobachtungen. Um die Organisation im Windfeld beobachten zu können, ist es notwendig, räumlich und zeitlich hoch aufgelöst zu messen. Die 2010 gegründete YIG “Exploring coherent structures using dual Doppler lidar systems” am KIT hat dafür theoretisch und praktisch einen neuen Messansatz entwickelt, der auf laser-gestützter Fernerkundung basiert, und erfolgreich in einer internationalen Feldmesskampagne eingesetzt.

Die im Laufe der Kampagne aufgenommenen Messdaten zeigen eindrucksvolle Details im Verhalten des Windes: Unter windigen Bedingungen organisiert sich die Luftbewegung in Bändern von erhöhter und verringerter Windgeschwindigkeit, die mehrere hundert Meter lang sind. Ist es windstill, können schmale Konvergenzzonen beobachtet werden, in denen Luftbewegungen zusammenfließen und die sich zu zellförmigen Strukturen vereinigen können. Die damit verbundenen Aufwinde, so Träumner, „organisieren sich in annähernd wabenförmigen Mustern“.

Förderung aus Mitteln der Exzellenzinitiative

Das KIT fördert die YIG über insgesamt vier Jahre mit Mitteln aus der Exzellenzinitiative. Pro Jahr stehen der YIG rund 80.000 Euro zur Verfügung.

Mit Mitteln aus der Exzellenzinitiative hat das KIT insgesamt 38 Young Investigator Groups eingerichtet. Sie dienen der Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses, seiner frühen Selbständigkeit und der Stärkung des Forschungsprofils des KIT.

ele, 30.01.2014