ALBERT

Note: Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, 1990 , Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 2. Grundlagen für die Untersuchungen 2.1. Aufbau der atmosphärischen Grenzschicht 2.2. Gleichungssysteme der atmosphärischen Grenzschicht 2.3. Anwendung der Ähnlichkeitstheorie und Maßstabsbetrachtungen 2.3.1. Maßstabsbetrachtungen zur atmosphärischen Grenzschicht 2.3.2. Die Monin-Obuchov'sche Ähnlichkeitstheorie 2.4. Das Spektrum der atmosphärischen Turbulenz 2.4.1. Grundgleichungen 2.4.2. Modellierung von Spektren 2.5. Auswahl der untersuchten Energieaustauschbestimmungsmethoden 3. Methoden zur Bestimmung des turbulenten Energieaustausches 3.1. Fluktuationsmethode 3.1.1. Grundgleichungen 3.1.2.Fehler durch turbulente Dichteschwankungen 3.2. Aerodynamische Methode 3.2.1. Grundgleichungen 3.2.2. Universelle Funktionen und ihre Integration 3.2.3. Approximationsansätze 3.2.4. Fehler der Profilmethode 3.2.5. Meßtechnische Realisierung 3.3. Parametrisierungsverfahren nach der aerodynamischen Methode 3.3.1. Parametrisierung für gesamte Bodenschicht 3.3.2. Parametrisierung für turbulente Schicht 3.3.3. Praktische Anwendung der Bulk-Beziehungen 3.4. Energiedissipationsmethode 3.5. Bestimmung in der molekularen Grenzschicht 3.6. Bilanzmethoden 3.7. Ageostrophische Methode 3.8. Bestimmung des fühlbaren Wärmestroms aus der Temperaturstrukturfunktion 3.9.Energieaustauschbestimmung mittels integraler Turbulenzcharakteristiken 4. Meteorologische Einflußgrößen auf Energieaustauschmessungen 4.1. Interne Grenzschichten 4.1.1. Modelle zur Höhe der internen Grenzschicht 4.1.2. Energieaustausch beiderseits einer internen Grenzschicht 4.1.3. Geländesprünge, Hindernisse, Erhebungen 4.2. Rauhigkeit der Unterlage 4.2.1. Beschreibung der Rauhigkeit 4.2.1.1. Rauhigkeitsparameter z0 4.2.1.2. Macrorauhigkeit 4.2.1.3. Rauhigkeit der Meeresoberfläche 4.2.2. Aerodynamische Höhenbestimmung 4.2.3. Spezielle Eigenschaften der Unterlage 4.3. Horizontale Turbulenzstrukturen 4.4. Höhe der Bodenschicht 4.4.1. Modellvorstellungen zur Beschreibung der Bodenschichthöhe 4.4.2. Schichtenmodell zur Bestimmung der Bodenschichthöhe aus experimentellen Daten 4.4.3. Ergebnisse der Untersuchungen 4.5. Strahlungseinflüsse auf den turbulenten Energieaustausch 4.6. Spezielle Phänomene in der Bodenschicht 5. Meßgeräte für Energieaustauschmessungen 5.1. Übertragungsverhalten von Turbulenzmeßsystemen 5.1.1. Zeitverhalten von Turbulenzmeßgeräten 5.1.2. Einflüsse der räumlichen Mittelung der Geber 5.1.3. Einflüsse der räumlichen Trennung verschiedener Geberkomponenten 5.1.4. Signalabtastung durch Meßwerterfassungsanlagen 5.1.5. Mittelwertbildung bei Turbulenzmessungen 5.1.6. Übertragungsverhalten von Turbulenzmeßanlagen 5.2. Anemometer für Fluxmessungen 5.2.1. Ultraschallanemometer 5.2.1.1. Meßprinzip 5.2.1.2. Meßfehler 5.2.2. Propelleranemometer 5.2.2.1. Geräteaufbau und Eigenschaften 5.2.2.2. Korrekturverfahren 5.2.3. Weitere Windmeßsysteme 5.3. Thermometer für Fluxmessungen 5.3.1. Drahtthermometer 5.3.2. Thermoelemente und Thermistoren 5.4. Hygrometer für Fluxmessungen 5.4.1. Lyman-Alpha-Hygrometer 5.4.2. Infrarot-Hygrometer 5.4.3. Adsorptions- und kapazitive Hygrometer 5.4.4. Feuchtemessung mittels Ultraschall 5.5. Erfassung verschiedener Gase mittels Fluxmessungen 5.6. Bearbeitung ·von Turbulenzmeßdaten 5.7. Turbulenzmeßgerätevergleiche 5.7.1 Vergleich der Windgrößen 5.7.2 Vergleich der Schubspannungsgeschwindigkeiten 5.7.3. Vergleich der Temperaturmessungen 5.7.4. Vergleich der fühlbaren Wärmeströme 5.7.5. Vergleich der latenten Wärmeströme 5.7.6. Zusammenfassung der Ergebnisse der Gerätevergleiche 5.8. Meßgeräte für Profilmessungen 5.8.1 Schalensternanemometer 5.8.2. Ventilierte Temperatur- und Feuchtemeßgeräte 5.8.3. Notwendige Auflösung der Meßwertgeber 5.9. Geräteaufstellung 5.9.1. Höhenfestlegung der Meßwertgeber 5.9.2. Einflüsse von Geräteträgern 6. Anwendungsmöglichkeiten der Energieaustauschmessungen und ihre Grenzen 6.1. Anwendungsmöglichkeiten 6.1.1. Notwendigkeit der Anwendung von Energieaustauschmessungen 6.1.2. Anwendungen im Bereich der Forschung 6.1.3. Anwendung für Routinebeobachtungen 6.1.3.1. Messung von Größen, die dem turbulenten Austausch unterliegen 6.1.3.2. Messung des turbulenten Energieaustausches 6.2. Anwendungsmöglichkeiten verschiedener Verfahren 6.2.1. Anwendungsgebiete verschiedener Verfahren 6.2.2. Anwendungsbereiche verschiedener Verfahren 6.2.3. Geländebonitierung zur Anwendung der Verfahren 6.3. Geräteeinsatz für verschiedene Verfahren 6.3.1. Anwendungsgebiete der Gerätetechnik 6.3.2. Anwendungsgrenzen der Meßgerätetechnik 6.4. Genauigkeit und Grenzen der Anwendung 6.5. Ausblick auf zukünftige Entwicklungen 6.5.1. Gerätetechnische Entwicklungen 6.5.2. Meßmethodische Entwicklungen 6.5.3. Notwendige experimentelle Untersuchungen 7. Literaturverzeichnis 8. Symbolverzeichnis 9. Abkürzungsverzeichnis 10. Abbildungsverzeichnis 11. Tabellenverzeichnis 12. Anlagenverzeichnis 13. Danksagung Anlagen Selbstständigkeitserklärung Thesen