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Towards improved understanding atmospheric boundary layer processes by airborne high resolution measurements

Lampert, Astrid GND

The habilitation thesis investigates atmospheric boundary layer processes. Different applications of airborne high resolution measurements are provided, which result in improved understanding these processes. After the introduction, the different airborne carrier platforms used in the studies are presented, ranging from unmanned systems of few kg to manned aircraft, and the methods and sensors of importance to the scientific case studies are shown. Applications for improved understanding include

  • the development of low-level jets and their contribution to for wind energy
  • the impact of the low-level jet on turbulence anisotropy
  • wakes behind offshoe wind parks
  • suitable sensors for determining airborne latent heat fluxes
  • the formation of new particles directly in the atmosphere
The thesis ends with an outlook on future developments in the field of airborne meteorological research.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Prozessen in der atmosphärischen Grenzschicht. Verschiedene Anwendungen von fluggestützten hochaufgelösten Messungen werden dargestellt, die zu einem verbesserten Verständnis der Grenzschichtprozesse führen. Nach der Einleitung werden die verschiedenen für die Studien relevanten fluggestützten Systeme vorgestellt, die von unbemannten Systemen mit wenigen kg bis zu bemannten Flugzeugen reichen. Ebenso werden die Methoden und Sensoren dargestellt, auf denen die wissenschaftlichen Fallstudien basieren. Auf den folgenden Anwendungsgebieten konnte damit ein Beitrag zum besseren Verständnis der Prozesse in der Grenzschicht geleistet werden:

  • Die Entwicklung des Grenzschicht-Strahlstroms (Low-Level Jet) und seine Bedeutung für die Windenergie
  • Die Auswirkung eines Grenzschicht-Strahlstroms auf die Anisotropie von Turbulenz
  • Nachläufe hinter Offshore-Windparks
  • Geeignete Sensoren zur Erfassung von latenten Wärmeflüssen
  • Die Entstehung von neuen Partikeln direkt in der Atmosphäre
Die Arbeit schließt mit einem Ausblick auf die zukünftige Entwicklung auf dem Gebiet der fluggestützten meteorologischen Forschung.

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