Untersuchung der Dynamik von Rossbywellenzügen in der oberen Troposphäre und deren Darstellung in numerischen Wettervorhersagemodellen
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Die Arbeit befasst sich mit der Dynamik von Rossbywellenzügen in der oberen Troposphäre und deren Darstellung in numerischen Wettervorhersagemodellen.
Für die Darstellung von Rossbywellenzügen wird auf bereits existierende Methoden der Hilberttransformation des Meridionalwindes und eines geeigneten Wellenaktivitätsflusses zurückgegriffen. Diese Methoden werden miteinander verglichen, ihre Vor- und Nachteile herausgearbeitet und bestimmte Modifikationen dieser Methoden vorgeschlagen. Dies betrifft insbesondere die in Realität häufiger nicht erfüllte Annahme, dass Rossbywellenzüge durch beinahe ebene Wellenpakete beschrieben werden können. Diese Annahme lässt sich durch die Anwendung einer Koordinatentransformation größtenteils wiederherstellen.
Zusätzlich wurde ein Trajektorienprogramm zur zeitlichen Verfolgung von Rossbywellenzügen in Längengrad-Breitengrad-Feldern entwickelt und damit eine trajektorienbasierte Rossbywellenzug-Klimatologie erstellt.
Ein Vergleich mit zwei bereits existierenden Klimatologien konnte die Robustheit der zuvor gefundenen Resultaten aufzeigen.
Zusätzlich wurden neue nützliche Eigenschaften zur Charakterisierung der Rossbywellenzüge eingeführt, eine neue aufschlussreiche Darstellungsform vorgestellt sowie bestimmte hilfreiche Klassen an Rossbywellenzüge herausgearbeitet.
Desweiteren wurden objektbasierte Vorhersagefehler von Rossbywellenzügen in dem numerischen Wettervorhersagemodell des ECMWF untersucht. Dabei wird explizit auf die Vorteile und Schwierigkeiten objektbasierter Fehlermaße eingegangen.
Bei den Untersuchungen zeigten sich systematische Fehler von zu klein, zu schwach und zu weit nach Norden vorhergesagten Wellenzügen. Mit der Übertragung der Fehleranalyse auf das Trajektorienprogramm lässt sich nun explizit die Vorhersagbarkeit der einzelnen Wellenzug-Lebensphasen untersuchen.