Die Verkleinerung der modernen Temperatursensoren ermöglicht die Volumenreduzierung der bisher angewandten Stevenson-Wetterhütten. Insbesondere bei automatischen Stationen finden wir wesentlich kleinere Strahlungsschutzeinrichtungen. Langjährige Beobachtungsreihen sind nicht mehr vergleichbar und müssen angepaßt werden. Es werden Einzelwertabweichungen für Temperaturen von mehr als 1 K genannt. Zur Lösung dieses Problems sind Vergleichsuntersuchungen und Anpassungsrechnungen erforderlich. / The minimisation of modern temperature sensors allows to reduce the volume ofthe up to now used Stevenson screens. Especially for automatic stations we found essential smaller radiationshields. Temperature observations of many years arc incomperable and had to be adapted. Errors of more as 1 K for single temperatures are mentioned. For the solution of this problem comparisons and adaptations are necessary.

Nachruf auf Prof. Wolfgang Rolle, Leiter der Abteilung Chemie des Institut für Troposphärenforschung und Hochschulprofessor für Chemie der Atmosphäre am Institut für Meteorologie der Universität Leipzig

In the SANA project (Scientific Attandance Program for the Rehabilitation of the Atmospheric Environment in the German New Federal Lands) different kinds of turbidity measurements are used to characterize the change of the turbidity state of the atmospheric boundary layer produced by atmospheric aerosols within the time span between 1990 and 1995. For this characterization the following turbidity measurements are used: 1.) continuous measurements of the humidity corrected aerosol extinction coefficient obtained with a He-Ne-Lasertransmission path (length: 810 m, wavelength: 0.633 μm) within the urban boundary layer ofLeipzig, 2.) direct measurements ofthe particilate matter (PM10) concentration, 3.) combined measurements of spectral aerosol optical thickness (within the spectral range of0.35 - 1.1 μm) and sky brightness in the solar almucantar plane for cloud free situations, 4.) integrated radiation flux density measurement (Globalradiation). In all measurements a decrease of the atmospheric aerosol turbidity could be stated in the time span of 1990/91 to 1995: for the extinction coefficient and the particulate matter within the boundary layer of approximately 60 %, the turbidity coefficient derived from the spectral aerosol optical thickness ( corrected for the influence of the stratospheric volcanic aerosol by the Pinatobo) give a reduction of 57 %. The combined measurements of spectral aerosol optical thickness and the sky brightness are used for the determination of the main climate-relevant aerosol parameters: aerosol phase function, asymmetry parameter, columnar aerosol size distribution and apparent columnar refractive index. The largest change in the columnar aerosol size distribution could be stated in the size range of 0.2 - 0.8 μm (radius), also a reduction of approximately 60 %. Together with the measurements of the downwelling flux density an estimation of the aerosol absorption in kind of the imaginary part of the refractive index is made. The imaginary part is reduced in the same way: 1991: k = 0.021, 1994 and 1995 k = 0.008. A first estimation of the anthropogenic shortwave radiative forcing produced by the old East German air pollution of the on the basis of these data gives a change in the shortwave radiative balance of approximately -8 W/m2. / Im Rahmen des SANA Projekts (Wissenschaftliches Begleitprogramm zur Sanierung der Atmosphärenumwelt) wurden verschiedene Trübungsmessungen verwendet, um die Veränderungen im Trübungszustand in der atmosphärischen Grundschicht, hervorgerufen durch Aerosole, im Zeitraum von 1990 bis 1995 charakterisieren zu können. Dazu wurden folgende Trübungsmessungen verwendet: 1.) kontinuierliche Messungen des feuchtekorrigierten Aerosolextinktionskoeffi.zienten mit Hilfe einer Laser- Transmissionsstrecke (Länge 810 m, He-Ne-Laser Wellenlänge: 0.633 μm) in der urbanen Grundschicht von Leipzig, 2.) direkte Messungen der Schwebstaubkonzentration, 3.) kombinierte Messungen von spektraler optischer Dicke des Aerosols (im Spektralbereich von 0.35 - 1.1 μm) und Himmelshelligkeitsfunktion im Almukantar unter wolkenfreien Bedingungen, 4.) integrale Strahlungsflußdichtemessungen (Globalstrahlung). In allen Messungen konnte im Zeitraum 1990/91 bis 1995 eine Abnahme der Aerosoltrübung festgestellt werden: Für den Extinktionskoeffi.zienten und die Schwebstaubkonzentration in der urbanen Grundschicht ungefähr 60 %, für den aus den spektralen optischen Dicken des Aerosols abgeleiteten Trübungskoeffizienten (korrigiert um den Beitrag des stratosphärischen Vulkanaerosols des Pinatubo) 57 %. Die kombinierten Messungen von spektraler optischer Dicke des Aerosols und der Himmelshelligkeitsfunktion dienten der Bestimmung der wesentlichen klimarelevanten Aerosolparameter: Aerosolphasenfunktion, Asymmetrieparameter, columnarer Aerosolgrößenverteilung und columnarer Brechungsindex des Aerosols. Die größte Änderung in der columnaren Aerosolgrößenverteilung ist im Radienbereich 0.2 - 0.8 μm festgestellt worden, ebenfalls eine Reduktion von ungefährt 60 %. Zusammen mit den Messungen der abwärtsgerichteten Strahlungsflußdichte wurde eine Abschätzung der Aerosolabsorption in Form des Imaginärteils des Brechungindex vorgenommen. Der Imaginärteil verringert sich in gleicher Weise: 1991: k = 0. 021, 1994 und 1995: k = 0. 008. Auf der Grundlage dieser Daten konnte der anthropogene Anteils des kurzwelligen Strahlungsforcings, das durch die Luftverunreinigung unter den alten Ostdeutschen Bedingungen hervorgerufen wird, mit ungefähr -8 W/m2 Änderung in der kurzwelligen Strahlungsbilanz abgeschätzt werden.

Results from the subproject 'Dry Deposition' of the national research project entitled SANA (Scientific Attandance Program of the Rehabilitation of the Atmosphere in the New Federal Lands) are presented. After the political unification of Germany a change in the air quality in the region of the conurbation of Leipzig habe been observed as consequence of changes in the energy politics, economic structural reorganisation and the environmental legislative. The concentrations of the trace gases S02, Ozone and NOx (NO and N02) were measured over a period of more than three years (May 1992 to December 1995). For the measurements the micrometeorological gradient technique was applied to calculate the trace gas fluxes of S02 and 03. The instrumentation of the research station near Melpitz - downwind of the conurbation of Leipzig - , the calculation of dry deposition and the meteorological situation for this time consist of S02 and 03, the temperature, global radiation, and wind velocity are described. Typical monthly impacts for S02 and Ozone were found in the range between 2-5 and 2-3 kg/(ha*month) for winter time and between 0.2-0.6 and 3-10 kg/(ha*month), respectively, for summer time, respectivily. The ratio of dry deposition to total S-impact was 0.5 with a large variation from month to month. / Ergebnisse aus dem Teilprojekt 'Trockene Deposition' des nationalen Verbundforschungsvorhabens SANA (Wissenschaftliches Begleitprogramm zur SAMerung der Atmosphäre über den neuen Bundesländern) werden vorgestellt. In der Zeit nach der politischen Einigung Deutschlands konnte eine Veränderung der Luftqualität im Ballungsraum Leipzig als Folge der neuen Energiepolitik, einer ökonomischen Neustrukturierung und des Wirksamwerdens einer neuen Umweltgesetzgebung festgestellt werden. Die Konzentration der Spurengase S02, Ozon und NOx (NO und N02) wurde über mehr als drei Jahre gemessen. Die Berechnung des trockenen Eintrages von S02 und Ozon erfolgte unter Anwendung der mikrometeorologischen Gradiententechnik. Der Aufbau der Forschungsstation im Lee des Ballungsraumes Leipzig, die Berechnung der trockenen Deposition für S02 und 03 und die meteorologische Situation am Beispiel der Temperatur, der Globalstrahlung und der Windgeschwindigkeit für diesen Zeitraum werden beschrieben. Typische monatliche Einträge für S02 und Ozon wurden im Bereich von 2 -5 und 2-3 kg/(ha*Monat) einerseits im Winter und 0,2-0,6 bzw. 3-10 kg/(ha*Monat) andererseits im Sommer ermittelt. Der mittlere Anteil der trockenen Deposition für S am Gesamtschwefeleintrag konnte zu etwa 50 % festgestellt werden, wobei sehr große Unterschiede von Monat zu Monat auftraten.

Durch Messungen von spektraler optischer Dicke, Sonnenaureole und Himmelshelligkeit in Kombination mit den Programmen CIRATRA und BILANZ werden die optischen Eigenschaften von Sahara-Wüstenaerosol und dessen klimatische Wirkung unter Berücksichtigung der Nichtsphärizität der Aerosolpartikel untersucht. / By combining measurements of spectral optical thickness, solar aureole and sky brightness with the programs CIRATRA and BILANZ the optical porperties of Saharan desert aerosol and its climatic effects are investigated, including a consideration of the Nonsphericity of the aerosol particles.

Synchrone Messungen der Windgeschwindigkeit und die Leistung von Windkraftanlagen dienen der Ermittlung der Kennlinien der Anlagen. Die existierenden Vorschriften zur Vermessung enthalten bezüglich der Strömungseigenschaften des Windes nahezu keine Spezifikationen. Diese sind jedoch notwendig, um die erreichbare Genauigkeit und Repräsentativität der vermessenen Kennlinie zu quantifizieren. Messungen am Standort der AEOLUS II-Anlage in Wilhelmshaven dienten dazu, bei einer Anlagenvermessung die Eigenschaften der Strömung und die Kennlinie gemeinsam zu untersuchen. Es wurde gefunden, daß die Strömungseigenschaften wie die vertikale Windscherung, die Winddrehung über der Höhe, die turbulenten Schwankungen der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung die Leistung von Windenergieanlagen bei gleicher mittlerer Windgeschwindigkeit erheblich verändern. Dabei wirken sowohl Standorteigenschaften als auch die Witterung auf die Ergebnisse der Vermessung. Am gleichen Standort können in anisotropem Gelände die Werte der Kennlinie auch bei mehrmonatigen Vermessungen wegen der Variabilität der Windrichtung Unterschiede von mehr als 10 % aufweisen. Der größte Einzeleffekt wird von der vertikalen Windscherung verursacht, die Wirkung der Drehung des mittleren Windvektors über der Rotorfläche ergab sich als kleinerer Effekt. Die Wirkung der turbulenten Schwankungen von Geschwindigkeit und Richtung weisen meist unterschiedliche Vorzeichen auf, so daß die Rolle dieser Schwankungen insgesamt meist klein bleibt. Die Vermessung einer Kennlinie mit einer kleineren systematischen Abweichung von im Mittel weniger als etwa 5 bis 10 % erfordert eine genaue Strömungsspezifikation sowohl für den Vermessungs- als für den Betriebsstandort, die bisher nicht in hinreichendem Maße in den entsprechenden Richtlinien und Vorschriften enthalten sind. / Power curves ofwind energy convetras need synchronous measurements of wind and power. The existing specification on the wind measurements are rather poor, however necessary. AEOLUS II-measurments and the wind measurments served to quantify the role of the different atmospheric parameters. Thus it was possible to define the influence on the power output of the machine as a function of the vertical wind shear, the wind veer with height, the turbulent fluctuations with the average wind speed being constant. As a consequence site properties and weather conditions both influence the measurements of the power curve. As a major result it was found that these factors may alter the power curve by as much as 10 %. The largest single effect is produced the effects of the vertical wind shear, The turbulent fluctuations are somewhat smaller in their effect, because speed and direction effects tend to compensate each other. lt may be concluded that a highly accurate power curve - meaning errors to be less than 10 % - requires a fully specified set of weather and site parameters.

A land-surface module to couple a meteorological and a hydrologic model is described. lt was implemented and tested in the Leipzig\''s version of GESIMA. Preliminary results of a coupling with NASMO are presented, although this article mainly focuses on the description of the module and its effect on the atmospheric water cycle. One positive impact of the module is that it allows to produce subgrid-scale evapotranspiration in more details and to heterogenize precipitation. This strongly affects soil wetness, cloudiness and the thermal regime of the atmospheric boundary layer. / Ein Bodenmodul zur Kopplung eines meteorologischen mit einem hydrologischen Modell wird vorgestellt. Er wurde implementiert und getestet in der Leipziger Version von GESIMA. Obgleich der Schwerpunkt des Artikels auf der Beschreibung des Moduls und seiner Auswirkung auf den atmosphärischen Wasserkreislauf liegt, werden auch vorläufige Ergebnisse einer Kopplung mit NASMO präsentiert. Ein positiver Effekt des Moduls ist, daß er ermöglicht, detaillierter die subskalige Evapotranspiration zu beschreiben und den Niederschlag zu heterogenisieren. Dies wirkt sich stark auf die Bodenfeuchte, die Bewölkung und das thermische Regime der atmosphärischen Grenzschicht aus.

The dynamical equations of the non-hydrostatic mesoscale model GESIMA are solved numerically on an Arakawa-C grid. Because of the staggered grid most of the prognostic variables and their derivatives have identical local positions. The functional connection between the fluxes and velocities defined at different places is managed by the MacCormack scheme ignoring the local diff erences. The systematic errors are diminished by means of alternate down- and upwind shifting of the fluxes after each time step. A cycle of 8 time steps is necessary to achieve approximately symmetrical conditions because of the shift permutations. Nevertheless, the systematic errors are not completely removed and the iterative calculation of the dynamic pressure is retarded by starting values from eight time steps ago (same permutation of shift directions). Both shortcomings are avoided by a symmetrized MacCormack scheme without the loss of its advantages of handling strong gradients. The new method is based on the symmetrization of the equations with respect to the passive quantities and on the simultaneous calculation of each equation for opposite shift directions of the active variables followed by averaging both increments. The method is tested for a typical example. / Die dynamischen Modellgleichungen des nicht-hydrostatischen mesoskaligen Atmosphärenmodells GESIMA sind numerisch auf einem Arakawa-C-Gitter gelöst. Durch die versetzte Anordnung der Größen auf dem Gitter besitzen die Differenzenquotienten (auf den rechten Seiten) und die prognostizierten Größen (auf den linken Seiten) von vornherein die gleiche lokale Position, allerdings nicht in jedem Fall. Das bisher in GESIMA praktizierte MacCormack-Schema stellt den Zusammenhang zwischen den an verschiedenen Gitterstellen definierten Flüssen und Geschwindigkeiten her, indem die Ortsdifferenz zwischen Fluß- und zugehöriger Geschwindigkeitskomponente ignoriert wird. Zur Verringerung der systematischen Fehler erfolgt die direkte Zuordnung einer Flußkomponente abwechselnd (sequentiell) in einem Zeitschritt zur flußabwärts benachbarten Geschwindigkeitskomponente und im nächsten Zeitschritt zur flußaufwärts benachbarten. Nach Ablauf von jeweils 8 Zeitschritten sind die notwendigen Zuordnungspermutationen der 3 Vektorkomponenten zwecks einer annähernden Symmetrisierung des Verfahrens erreicht. Nachteile des bisherigen Verfahrens sind (a) der nicht vollständige Abbau der jedem Zeitschritt immanenten systematischen Zuordnungsfehler und (b) ein stark erhöhter Rechenaufwand für die iterative Bestimmung des dynamischen Druckes durch einen um 8 Zeitschritte (jeweils gleiche Zuordnungspermutation) zurückliegenden Startwert. Beide Nachteile werden durch ein neues, symmetrisiertes MacCormack-Schema vermieden, ohne daß auf die Vorteile bei der Handhabung starker Gradienten verzichtet werden muß. Das Verfahren beruht (a) auf der Symmetrisierung der lokalen Zuordnung für die passiven Größen innerhalb einer Gleichung (d.h. der nicht durch sie prognostizierten Größen) und (b) auf der simultanen Durchführung der zwei entgegengesetzten Zuordnungsrichtungen für jede der 3 Geschwindigkeitskomponenten innerhalb eines Zeitschrittes mit anschließender Mittelung der beiden Inkremente. Das neue Verfahren wurde anhand eines Beispiels geprüft.

Atmosphärenmodelle, die mit Hilfe numerischer Methoden nach einer Lösung der thermohydrodynamischen Gleichungen unter bestimmten Randbedingungen über einer vorgegebenen Unterlage (Landschaft) suchen, prognostizieren Volumenmittel entsprechender Größen. Zur Validierung der Modelle benötigte experimentell erfaßte meteorologische Größen repräsentieren meist Punktwerte. Im folgenden werden theoretische Ansätze und eine experimentelle Meßmethode vorgestellt, die es ermöglichen, volumengemittelte Werte meteorologischer Größen bereitzustellen und somit zu numerischen Atmosphärenmodellen weitgehend konsistente Daten zu liefern. Die Verfahren verwenden die horizontale Ausbreitung von Schallwellen in der Atmosphärischen Grenzschicht. Die Ableitung volumenbezogener Größen erfolgt über die Invertierung von Schallparameterwerten (akustische Tomographie). / Atmospheric models, which searching by means of numerical methods after a solution of the thermodynamic equations under determined border conditions over a given underground (landscape), forecast volume averaged values of corresponding parameters. The experimental registrated values for meteorolgical parameters used for the validation of models represent usually point values. In following chapters theoretical estimations and an experimental measuring method are presented which volume averaged values of meteorolgical parameters provide and so rather firm data for numerical atmospheric models deliver. The proceedings use horizontal spreading of acoustic waves in the Atmospheric Boundary Layer. Derivation of volume averaged parameters results from the invertation of acoustic parameter values (acoustic tomography).

Für die Durchführung von Schallausbreitungsmessungen sind Angaben über das vertikale Profil der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit erforderlich. Hierzu wurden Temperaturmeßfühler mit einfachem Strahlungsschutz entwickelt und zusammen mit Schalenanemometern an einem Meßmast befestigt. Ein Datenlogger speichert aller Minute die Meßwerte der Temperatur und der Windgeschwindigkeit aus 6 Meßhöhen. / For sound propagation measurements ofthe temperature and wind profiles are needed. Therefore thermometers were developed with simple radiation shield and mounted together with cupanemometers at a mast. A datalogger sampled minutely the values of temperature and windspeed in 6 levels.