Bachelor/Masterarbeit

Characterization of Cirrus Clouds over Cabo Verde by means of Polarization Lidar Measurements

Ausschreibungsdatum: 09.01.2024

Zirruswolken bestehen aus Eiskristallen, welche homogen (aus Lösungströpfchen) oder heterogen (auf einem Aerosolpartikel) gebildet werden können. Die spezielle Form der Eiskristalle führt dazu, dass sie Licht depolarisieren. Diese Eigenschaft nutzt man mit einem Polarisationslidar aus, um Zirruswolken zu detektieren. Seit Juni 2021 betreibt das TROPOS ein solches Lidargerät in Mindelo auf den Kapverden (siehe Foto), welches das Depolarisationsverhältnis bei 3 Wellenlängen misst. Das Ziel der Masterarbeit ist es, diese Polarisationsmessungen auszunutzen, um so mehr Informationen über die Form, vertikale Struktur und den Bildungsmechanismus der tropischen Zirren zu erforschen.

Kontakt: Moritz Haarig, haarig[at]tropos.de

Ausschreibung

 

Eis-Multiplikation – Welche Mechanismen in Wolken können potentiell zur sekundären Erhöhung der Eiskristallanzahl beitragen?

Ausscheibungsdatum: 09.01.2024

In Mischphasenwolken (bestehend aus Eiskristallen und unterkühlten flüssigen Tröpfchen) können mehr Eiskristalle vorhanden sein als durch das bloße Gefrieren flüssiger Tröpfchen erwartbar wäre. In den letzten Jahren wurden verschiedene Mechanismen zur Erklärung des Phänomens vorgeschlagen. Die Gesamtheit dieser Prozesse wird als Eismultiplikation (engl. ‚ice multiplication‘ oder auch ‚secondary ice production’) bezeichnet. Vorstellbar sind zum Beispiel Kollisionen zwischen zwei Eiskristallen oder das Zerbrechen gefrierender Tropfen, bei denen kleinere Eissplitter entstehen und somit mehr Eispartikel vorhanden sind als vorher.

Das Ziel der angebotenen Arbeit ist, die Bedeutung der Eismultiplikation auf Wolkeneigenschaften abzuschätzen. Dafür soll zunächst ein kurzer Überblick über die in der Fachliteratur vorgeschlagenen Prozesse der Eismultiplikation erstellt werden. Basierend darauf sollen diese Prozesse dann auf bestehende simulierte Wolkeneigenschaften (Wolkentropfen- und Eiskristallgrößenverteilungen) eines Wolkenmikrophysikmodells angewendet werden. Dem können auch eigene Simulationen mit einer idealisierten Version dieses Modells hinzugefügt werden. Die Arbeit bietet einen Einstieg in mikrophysikalische Prozesse in Wolken und deren Beschreibung für z. B. Wettermodelle. Kenntnisse von Python, R, o.Ä. sind für die Datenanalyse notwendig.

Kontakt:

Dr. Roland Schrödner, Tel.: +49 (0)341 2717 7388, eMail: roland.schroedner[at]tropos.de

Ausschreibung

Langjährige Trends in Strahlungsflüssen und im Wolkenstrahlungseffekt

Ausschreibungsdatum: 06.12.2022

Das Meteorologische Observatorium Lindenberg (MOL) des Deutschen Wetterdienst besitzt eine der längsten und genauesten Zeitserie der solaren und terrestrischen Einstrahlung am Boden sowie des Vertikalprofils der bewölkten Atmosphäre. Der aus den Strahlungsdaten berechnete Wolkenstrahlungseffektes zeigt über die letzten 25 Jahre scheinbar widersprüchliche Trends im solaren und terrestrischen Spektralbereich. Ebenfalls ergaben die Strahlungstrends in der wolkenfreien Atmosphäre große Unsicherheiten. Ziel der Arbeit ist es, diese Diskrepanzen und Unsicherheiten mit Hilfe der verfügbaren detaillierten Wolkeninformationen aus aktiver und passiver bodengebundener Wolkenfernerkundung genauer zu untersuchen und ggf. aufzulösen. Bei Interesse kann ein Teil der Arbeit am MOL durchgeführt werden.

Kontakt: Prof. Andreas Macke (TROPOS) macke[at]tropos.de

Ausschreibung

Bachelorarbeiten

Analyse von Extremwerten in der UV-Strahlung auf Basis von Beobachtungen in Melpitz

Ausschreibungsdatum 10.01.2024

Die solare UV-Strahlung ist der energiereichste Teil im Spektrum der Sonnenstrahlung und hat einen starken Einfluss auf den Menschen und die Umwelt. Die am Boden einfallende UV-Strahlung wird in Deutschland seit einigen Jahren in einem Messnetz erfasst, zu dem TROPOS durch Messungen an seiner Forschungsstation Melpitz beiträgt. Das Ziel der Arbeit ist es, die zeitlich hochaufgelösten Messungen zu analysieren und statistische Kenngrößen zur Beschreibung der Messungen abzuleiten. Ein möglicher Schwerpunkt der  Arbeit kann die Untersuchung von Extremwerten in der Strahlung in Situationen mit durchbrochener Bewölkung sein. Es sollen Kenngrößen identifiziert und genutzt werden, um vergleichbare Situationen zu klassifizieren (z.B. wolkenfreie Fälle, durchbrochene Bewölkung). Die Beobachtungen sollen auch mit Prognosen des UV-Index vom DWD verglichen werden.

Kontakt:

Dr. Rico Hengst, TROPOS, E-Mail:  hengst[at]tropos.de, Telefon: 0341-2717-7168

Ausschreibung

Das Thema könnte bei Interesse entsprechend modifiziert auch als Masterthema bearbeitet werden.

Masterarbeiten


Sensitivity of Tropical Cyclones to Cloud Microphysics

Date of announcement: 05.01.2024

Tropical cyclones potentially intensity in future as the climate warms, however, significant uncertainties remain. In the proposed work, the development of tropical cyclones is investigated using convection-permitting simulations with the ICON model combined together with satellite observations. The choice of the cloud microphysics scheme plays an important role for the simulation of tropical cyclones because it controls the phase partitioning within the cloud bands and thus the pathways for precipitation formation. Some indications exist that more sophisticated cloud microphysical descriptions can also lead to better topical cyclone forecasts.

Contact: Dr. Fabian Senf, TROPOS, senf@tropos.de, phone: 0341 2717 7170

Announcement