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Turbulenz und Diffusion

Der Einfluss mikroskaliger Turbulenz auf die Dynamik kann im statistischen Mittel als eine effektive Diffusivität beschrieben werden. Das statistische Verhalten großskaliger Wellen kann als Makro-Turbulenz beschrieben werden. Beide Konzepte müssen für eine korrekte Behandlung von aufgelösten und nichtaufgelösten Skalen in numerischen Simulationen berücksichtigt werden.

Methoden

In diesem Schwerpunkt werden Zirkulationsmodelle mit parametrisierter Turbulenz benutzt (KMCM), teilweise gekoppelt mit einem Chemie-Modul (CTM-IAP). Theoretische Beiträge zu diesem Thema sind dem Problem des welleninduziertens Mischens und der turbulenten Schließung auf verschiedenen Skalen gewidmet.

Jüngste Veröffentlichungen

  • Avsarkisov, V., 2020: On the Buoyancy Subrange in Stratified Turbulence. Atmos. 11,  6: 659, doi:10.3390/atmos11060659.
  • Avsarkisov, V., E. Becker & T. Renkwitz, 2021: Turbulent parameters in the middle atmosphere: Theoretical estimates deduced from a gravity-wave resolving general circulation model. J. Atmos. Sci.: accepted.
  • Chau, J. L., J. M. Urco, V. Avsarkisov, J. P. Vierinen, R. Latteck, C. M. Hall & M. Tsutsumi, 2020: Four-Dimensional Quantification of Kelvin-Helmholtz Instabilities in the Polar Summer Mesosphere Using Volumetric Radar Imaging. Geophys. Res. Lett. 47,  1, doi:10.1029/2019gl086081.
  • Gandía-Barberá, S., F. Alcántara-Ávila, S. Hoyas & V. Avsarkisov, 2021: Stratification effect on extreme-scale rolls in plane Couette flows. Phys. Rev. Fluids 6,  3, doi:10.1103/PhysRevFluids.6.034605.
  • Schaefer-Rolffs, U., 2018: A comparison of different solutions for the Dynamic Smagorinsky Model applied in a GCM. Meteorol. Z. 27,  3: 249-261, doi:10.1127/metz/2018/0885.
  • Schaefer-Rolffs, U., 2019: The scale invariance criterion for geophysical fluids. Eur. Phys. J. B 74: 92-98, doi:10.1016/j.euromechflu.2018.11.005.
  • Schaefer-Rolffs, U. & E. Becker, 2018: Scale-Invariant Formulation of Momentum Diffusion for High-Resolution Atmospheric Circulation Models. Mon. Wea. Rev. 146,  4: 1045-1062, doi:10.1175/mwr-d-17-0216.1.
  • Söder, J., C. Zülicke, M. Gerding & F.-J. Lübken, 2021: High-resolution observations of turbulence distributions across tropopause folds. J. Geophys. Res. Atmos. 126,  6: 033857, doi:10.1029/2020JD033857.
  • Strelnikov, B., M. Eberhart, M. Friedrich, J. Hedin, M. Khaplanov, G. Baumgarten, B. P. Williams, T. Staszak, H. Asmus, I. Strelnikova, R. Latteck, M. Grygalashvyly, F.-J. Lübken, J. Höffner, R. Wörl, J. Gumbel, S. Löhle, S. Fasoulas, M. Rapp, A. Barjatya, M. J. Taylor & P.-D. Pautet, 2019: Simultaneous in situ measurements of small-scale structures in neutral, plasma, and atomic oxygen densities during the WADIS sounding rocket project. Atmos. Chem. Phys. 19,  17: 11443-11460, doi:10.5194/acp-19-11443-2019.
  • Vierinen, J., J. L. Chau, H. Charuvil, J. M. Urco, M. Clahsen, V. Avsarkisov, R. Marino & R. Volz, 2019: Observing Mesospheric Turbulence With Specular Meteor Radars: A Novel Method for Estimating Second‐Order Statistics of Wind Velocity. Earth Space Sci. 6,  7: 1171-1195, doi:10.1029/2019ea000570.

Mitarbeiter

  • Erich Becker
  • Victor Avsarkisov
  • Mykhaylo Grygalashvyly
  • Urs Schaefer-Rolffs