LAFE und LAFO: Neue experimentelle und observationelle Untersuchungen von Land-Atmosph&#228;re-Austauschprozessen
Authors: Späth Florian , Lange Diego , Behrendt Andreas , Abbas Syed Saqlain , Brewer Alan , Senff Christoph , Weber Tobias , Streck Thilo , Wulfmeyer Volker 
Published: December 2021

&lt;p&gt;Der Austausch von Energie, Feuchte und Impuls zwischen der Atmosph&amp;#228;re und der Landoberfl&amp;#228;che sowie die damit verbundenen R&amp;#252;ckkopplungsprozesse sind ma&amp;#223;geblich f&amp;#252;r die Entwicklung der planetarischen Grenzschicht. Eine ungenaue Darstellung und Parametrisierung dieser Prozesse stellen eine Schw&amp;#228;che der heutigen Wetter- und Klimamodelle dar. Verbesserungen in diesen Bereichen werden einen signifikanten Beitrag zu besseren Simulationen der Wolkenbildung auf allen zeitlichen und r&amp;#228;umlichen Skalen leisten. Dazu ist es notwendig, das System Land-Atmosph&amp;#228;re simultan in allen Kompartimenten zu vermessen. Dazu haben sowohl das LAFE- als auch das neue LAFO-Design mit deren Messger&amp;#228;tesynergien schon wichtige Beitr&amp;#228;ge geliefert. Mit Vergleichen zwischen Modellparametrisierungen und Beobachtungen k&amp;#246;nnen z.B. die Anwendbarkeit der Monin-Obukhov &amp;#196;hnlichkeitstheorie (MOST) bei nat&amp;#252;rlicher heterogener Landoberfl&amp;#228;che &amp;#252;berpr&amp;#252;ft oder neue Parametrisierungen entwickelt werden.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;Das LAFE (Land-Atmosphere Feedback Experiment, Wulfmeyer et al. 2018) wurde im August 2017 als Messkampagne am Standort des Atmospheric Radiation Measurements (ARM) Program Southern Great Plains in Oklahoma, USA, umgesetzt. F&amp;#252;r Grenzschichtbeobachtungen kamen scannende Dopplerlidar-Systeme f&amp;#252;r Windmessungen, Rotations-Ramanlidar f&amp;#252;r Temperatur- und Feuchtemessungen und Differentielles Absorptionslidar zur Wasserdampfmessung in der Grenzschicht zum Einsatz. An der Landoberfl&amp;#228;che wurden meteorologische und pflanzendynamische Variablen, Energiebilanz, sowie Bodenfeuchte und -temperatur an Eddy-Kovarianz-Stationen erfasst. Diese Messungen verfolgen wir auch am Land-Atmosph&amp;#228;re Feedback Observatorium (LAFO, lafo.uni-hohenheim.de) an der Universit&amp;#228;t Hohenheim in Stuttgart (Deutschland) um neben Feldexperimenten auch lange Zeitreihen zu erfassen. Hier werden Lidarmessungen operationell betrieben und erg&amp;#228;nzt durch Messungen eines Doppler-Wolkenradars. An der Landoberfl&amp;#228;che messen Eddy-Kovarianz-Stationen und ein Netzwerk von Bodenfeuchte- und -temperatursensoren, sowie wird der Vegetationsstatus im Untersuchungsgebiet erfasst. Diese Sensorsynergie im LAFO ist Prototyp f&amp;#252;r GLAFOs (Gewex LAFOs, Wulfmeyer et al. 2020) zur Etablierung dieser Messungen in verschiedenen Klimaregionen der Erde.&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;In diesem Beitrag stellen wir das Messkonzept vor und wie Beobachtungen f&amp;#252;r die Untersuchung und Verbesserung von Grenzschicht- und Turbulenz-Parametrisierungen eingesetzt werden k&amp;#246;nnen. Dies zeigen wir mit Messergebnissen von LAFE und LAFO mit Absch&amp;#228;tzungen der Fl&amp;#252;sse, die durch Kombination der Feuchte-, Temperatur- und Windprofile in Bodenn&amp;#228;he bestimmt werden und die Ableitung entsprechenden &amp;#196;hnlichkeitsbeziehung sowohl f&amp;#252;r Entrainment-Fl&amp;#252;sse als auch f&amp;#252;r MOST erm&amp;#246;glichen.&lt;/p&gt;