Die Ausbreitungspfade und die strukturelle Veränderung von quasi geostrophischen Rossby-Wellenpaketen werden mittels der WKB-Methode untersucht. Es wird angenommen, daß die Wellenpakete an einem in Ost-West-Richtung verlaufenden festen Rand reflektiert werden können. Die Dynamik der Rossby-Wellenpakete wird auf der ß-Ebene aber auch auf der sogenannten d-Oberfiäche - wo auch die zweite Ableitung des Coriolis-Parameters eine Rolle spielt - studiert. Es wird gezeigt, daß die Wellenpakete unter bestimmten Umständen große Entfernungen in zonaler Richtung entlang der Küste zurücklegen können und damit die Strömung weit stromab beeinflussen. Die Wellenpakete sind dabei zwischen dem reflektierenden Rand und einer Umkehrbreite gefangen im Unterschied zu freien Rossbywellen in der Atmosphäre, die zwischen zwei Umkehrbreiten gefangen werden können. Es zeigt sich, daß der d-Term keine besonders wichtige Rolle für die Ausbreitung der Rossby-Wellenpakete spielt, am wichtigsten ist er noch bei der Dynamik von Wellen mit negativer Phasengeschwindigkeit. Es wird vorgeschlagen, daß ein selektiver Rossby-Wellenleiter wie er hier diskutiert wird eine Rolle in der Dynamik des Antarktik-Zirkumpolarstromes spielt. / We study the propagation and the structural change of quasi geostrophic Rossby wave packets by means of a WKB-method. Our approach involves the introduction of a rigid boundary, where the wave packets can be refiected elastically. We study Rossby wave packet dynamics at high latitudes on a modified ß-plane, where the second derivative of the Coriolis parameter with respect to latitude is taken into account (d-term). We show that under certain conditions synoptic-scale wave packets can propagate far distances along an east-west oriented \'coast\' and may affect the fiow far downstream of the source region. In contrast to free propagating Rossby wave packets ( e.g. in the atmosphere), which can be trapped between two turning latitudes, the wave packets considered here are trapped between a turning latitude and the reflecting boundary. lt turns out that the 6-term is most important for wave packets with negative phase speeds. Finally, we suggest that such a selective Rossby waveguide may play a role in the dynamics of the Antarctic Circumpolar Current.

Es wird aufgezeigt, wie durch die Notwendigkeit, in (Chemie-Transport-)Modellen diskretisieren zu müssen, die natürliche Heterogenität einer Landschaft bei der Modellierung reduziert wird. Es wird ein Maß definiert, mit dessen Hilfe die Heterogenität eines Gebiets, z.B. einer Gitterzelle erfaßt werden kann. Das Maß erlaubt auch, unterschiedliche Gebiete bezüglich ihrer Heterogenität zu vergleichen. Es bezieht sowohl den Wechsel von Flächen unterschiedlicher Landnutzung als auch die Anzahl der Ökosysteme ein. / The loss of information due to discretization is illustrated. A measure is defined that allows to characterize the degree of heterogeneity of an area, for instance a grid cell, with respect to the boundaries between areas of different landuse as well as the amount of ecosystems. lt also allows to compare different landscapes with respect to their heterogeneity.

The accomplished case studies focus on the influence of land-use on the distributions of latent heat-fluxes and cloud-water. The numerical case studies were performed with the threedimensional non-hydrostatic Mesoscale-Model GESIMA for different land-use distributions applying always the same initial conditions of a cloudy day in spring with a geostrophic wind of 8 m/s from the west. The cloud-water distributions at different times and at different levels, their temporal development, the daily sums of the domain-averaged latent heat-fluxes and cloud-water mixing ratios were investigated. Even simple initial conditions (no orography, stable atmosphere) and simple pattern in the land-use distributions emphasize that the influence of surface heterogeneity on meteorological processes cannot be neglected. As shown in this case study, land-use distribution influences the distribution and the amount of cloud-water as weil as the latent heat-flux. On the whole, all these processes are very complex and non-linear. / Die durchgeführten Sensitivitätsstudien konzentrieren sich auf den Einfluß der Landnutzungsverteilung auf die Flüsse latenter Wärme und das Wolkenwasser. Die numerischen Untersuchungen wurden mit dem dreidimensionalen nicht-hydrostatischen Mesoskalen-Modell GESIMA für verschiedene Landnutzungsmuster unter immer den gleichen meteorologischen Anfangsbedingungen für einen bewölkten Frühlingstag mit einem geostrophischen Wind von 8 m/s durchgeführt. Die Wolkenwasserverteilung zu bestimmten Zeiten und in bestimmten Niveaus, die zeitliche Entwicklung der Wolkenwasserverteilung, die Tagessummen der Gebietsmittelwerte der Flüsse latenter Wärme und des Wolkenwassers werden untersucht. Auch einfache Randbedingungen (keine Orographie, stabile, atmosphärische Bedingungen) und einfache Landnutzungsverteilungsmuster machen deutlich, daß der Einfluß der Heterogenität der Unterlage auf meteorologische Prozesse nicht zu vernachlässigen ist. Sie kann entscheidend die Verteilungen der Flüsse latenter Wärme und des Wolkenwassers beeinflussen. Die damit verbundenen Prozesse sind äußerst komplex und nicht linear.

Das seit Juli 2004 kontinuierlich arbeitende Meteorradar am Observatorium Collm (53,3°N, 13°E) der Universität Leipzig dient der Messung des horizontalen Windfeldes sowie der Temperatur in der Mesopausenregion. Neben der Betrachtung des jahreszeitlichen Verhaltens von Grund- und Gezeitenwind ist es möglich, die Aktivität planetarer Wellen zu untersuchen. Spezielles Interesse gilt dabei der Quasi-2-Tage Welle im Sommer 2005, da zu dieser Zeit sowohl eine Verschiebung der maximalen Amplituden hin zu kürzeren als auch zu längeren Perioden beobachtbar war. Als mögliche Ursache dafür werden nichtlineare Wechselwirkungen zwischen der Quasi-2-Tage Welle und planetaren Wellen mit größeren Perioden gesehen. Die Untersuchung derartiger Wechselwirkungen erfolgt mit Hilfe der Bispektralanalyse. / Since July 2004 the meteor radar operates continuously at the Observatory (53,3°N, 13°E) of the University of Leipzig. It provides data of the horizontal wind field as well as the temperature of the mesopause region. In addition to the consideration of the seasonal behaviour of prevailing and tidal winds it is possible to examine the activity of planetary waves. Because of the shift of maximum amplitudes of the quasi-2-day wave in summer 2005 to shorter as well as longer periods the event has to be considered more in detail. Possible reasons for the displacements are nonlinear couplings between the quasi-2-day wave and planetary waves with longer periods. The examination of those couplings is performed using bispectral analyses.

Using the spaced receiver method in the low-frequency (LF) range, lower E-region ionospheric drifts are measured at Collm Observatory, Germany since several decades. These drifts are interpreted as upper mesospheric winds at the reflection height of the used amplitude modulated LF radio waves, the latter being measured since 1983 using travel time differences between the ground wave and the ionospherically reflected sky wave within a small sideband range near 1.8 kHz above and below the carrier frequency. One regular feature of midlatitude upper mesosphere winds is the quasi twoday wave (QTDW), known as a wavenumber 3 or 4 wave in the middle atmosphere, usually occurring as one or more bursts during the summer season at midlatitudes. The OTDW bursts, as measured in LF winds, shows substantial decadal and interannual variability. Comparison with the background winds show that the onset of QDTW bursts is found near maximum values of the vertical wind shear, and maximum QTDW amplitudes are measured, on average, about one week after the maximum wind shear. This supports the theory that the QTDW is forced by instability of the summer mesospheric wind jet. / Am Observatorium Collm werden seit mehreren Jahrzehnten Langwellenwindmessungen in der unteren ionosphärischen E-Schicht durchgeführt. Die zugehörige Reflexionshöhe wird, auf der Basis von Laufzeitdifferenzmessungen zwischen der Raum- und Bodenwelle, seit 1983 ebenfalls registriert. Eines der regelmäßig beobachteten Phänomene ist die quasi 2-Tage-Welle, die als eine planetare Welle der Wellenzahl 3 oder 4 bekannt ist. Diese Welle erscheint in mittleren Breiten in einem oder mehreren Schüben im Sommer. Nach den Messungen am Collm besitzt die Welle eine deutliche Variabilität von Jahr zu Jahr. Vergleiche mit dem zonalen Grundwind zeigen, dass das Auftreten von Maxima der 2-Tage-Welle in vielen Fällen mit erhöhter vertikaler Windscherung in Verbindung steht, so dass im langzeitlichen Mittel maximale Wellenamplituden einige Tage nach dem Auftreten maximaler Windscherung zu finden sind. Dies unterstützt die These, dass die quasi 2-Tage-Welle durch barokline Instabilität des sommerlichen Mesosphärenjets angeregt wird.

Meteore, die in die Atmosphäre eindringen, bilden bei hohen Oberflächentemperaturen, die durch Kollisionen mit der umgebenden Luft hervorgerufen werden, einen mehrere Kilometer langen Plasmaschweif aus. An diesem Schweif werden ausgesandte Radarwellen reflektiert und zurückgestreut. Dies führt zu einem charakteristischen Schwingungsverhalten, auch Fresnel Zonen genannt, am Empfänger. Die Überlagerung dieser Wellen ist verantwortlich für die typische Signalform eines Meteors, mit dem abrupten Anstieg und dem exponentiellen Abfall für \'underdense\' Meteore. Mit Hilfe einer Simulation wird der theoretische Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Signalverlauf demonstriert. Des weiteren wird gezeigt, das die Methode von Baggaley et al. [1997] zur Bestimmung von Meteoreintrittsgeschwindigkeiten auch auf ein Radarinterferometer (SKiYMET) anwendbar ist. Abschliessend werden die gewonnen Ergebnisse mit einem anderen Verfahren sowie der Literatur verglichen. / Meteors, penetrating the earths atmosphere, creating at high surface temperatures, which are caused by collisions with the surrounding air molecules, a several kilometer long plasma trail. The ionized plasma backscatters transmitted radar waves. This leads to characteristic oscillations, called Fresnel zones, at the receiver. The interference of these waves entails the typical signal shape of a underdense meteor with the sudden rise of the signal and the exponential decay. By means of a simulation the theoretical connection between velocity and signal shape is demonstrated. Furthermore it is presented, that the method from Baggaley et al. [1997] for determination of meteor entry velocities is applicable for a radar interferometer (SKiYMET). Finally the results are compared to other radar methods on similar equipment and to other experiments.

Globale Karten des totalen Elektronengehaltes (TEC) der Ionosphäre werden nach Signalen planetarer Wellenaktivität aus der Stratosphäre im Bereich der mittleren Breiten (ca. 52.5° N) untersucht, um eine Abschätzung über die vertikale Kopplung durch planetare Wellen (PW) zu erhalten. Die Variabilität der Ionosphäre wird operationell durch das DLR Neustrelitz erfasst. Seit 2002 werden zu diesem Zwecke hemisphärische TEC Karten erstellt, die eine Analyse PW typischer Oszillationen in der Ionosphäre ermöglichen. Die verwendete Methode zur Analyse separiert Wellen nach ihrer zonalen Wellenzahl, Periode und Ausbreitungsrichtung. In einer vorherigen Fallstudie vom Herbst 2004 wurde u.a. die quasi 6-Tage Welle (m2w) im mittleren Spektrum für das Geopotential in 1hPa (Stratosphäre) als auch den ionosphärischen TEC beobachtet. Die aktuellen Resultate geben Hinweise für ein gleichzeitiges Auftreten dieserWelle mit einer quasi 6-Tage Oszillation in der Mesopausenregion. Jedoch im Vergleich zur Stratosphäre scheinen die Signaturen verschoben und etwas modifiziert. / The response of stratospheric planetary wave (PW) activity over the higher middle latitudes (ca. 52.5° N) in global gridded ionospheric data of the total electron content (TEC) are investigated to estimate the vertical coupling by PW. The monitoring of ionospheric variability is regularly operated by DLR Neustrelitz since 2002 producing TEC maps covering the northern hemisphere. This data base is considered for comparing simultaneous observations of wave activity in both stratosphere and ionosphere. The analysis technique of planetary wave type oscillations (PWTO) is carried out by separating waves into their zonal wavenumber, period and travelling direction. A previous case study of autumn 2004 has shown that among other things the quasi 6-day wave (m2w) is visible in the mean spectrum of stratospheric geopotential height at 1 hPa pressure level and of ionospheric TEC data. The actual results give hints for a simultaneous occurrence of this wave type with a quasi 6-day oscillation in the mesopause region. But in comparison to the stratosphere, the wave signatures seem to be somewhat schifted and modified.

Das Schallstrahlenmodell SMART (Sound Propagation Model for the Atmosphere using Ray Tracing) simuliert die Schallausbreitung in der Atmosphäre unter der Berücksichtigung der Einflüsse der frequenzabhängigen Schallabsorption in der Luft, des frequenzabhängigen Bodeneinflusses und der Refraktion durch vertikale Gradienten im Wind- und Temperaturfeld. Die Ergebnisse des Modells werden zum Beispiel auf Truppenübungsplätzen zur Schallortung und zur Einschätzung der allgemeinen Schallausbreitungssituation verwendet. Des Weiteren wurde eine Untersuchung einer Regionalisierung von Schallausbreitungsverhältnissen durchgeführt. Daraus ergab sich eine Einteilung Deutschlands in verschiedene Gebiete mit unterschiedlichen mittleren Schallausbreitungsbedingungen. Die Schallquellenhöhe befand sich für diese Untersuchungen am Boden. SMART ist aber auch in der Lage die Schallausbreitung für weitaus höherliegende Schallquellen zu simulieren. So wurden Simulationen für die Emissionshöhe von 140 m durchgeführt. Es zeigten sich große Unterschiede zu einer bodennahen Schallausbreitung. / The sound propagation model SMART (Sound Propagation Model for the Atmosphere using Ray Tracing) simulates the sound propagation in a stratified atmosphere. In addition to the geometrical spreading and the stratification of the atmosphere, the properties of the ground also strongly affect the sound propagation. Further the absorption in the air is dependent for the frequency of the sound signal. The results of the model are used on drill grounds of the German Federal Armed Forces, on the one side for a locating of sound sources and on the other side for an estimation of the conditions of the sound propagation. Furthermore, there was a study to find regional differences in the model results. This leads to a classification of Germany in different areas with the same mean conditions for sound propagation. The sound source for this study was positioned at the ground surface. SMART also can be used for the simulation of a sound propagation with a high-placed sound source. So there was a study for an emission height of 140 meter. There were shown great differences to a sound propagation near the ground.

Since March 2006 the Institute of Meteorology in Leipzig (LIM) is owner of a commercial Mini-SODAR. The Mini-SODAR is very small in size and therefore mobile. It can be set up with low effort in short time at any place. The first testmeasurement was operated in June 2006 at the boundary layer field site Falkenberg that belongs to the Meteorological Observatory Lindenberg (MOL) of the German Meteorological Service (DWD) and was parallel accompanied by the measurement of a windtower and a Doppler-SODAR. The results of this six-hour-measurement are presented here. A statistical comparison between Mini-SODAR, tower data and Doppler-SODAR was performed. Also backscatter intensity and profile data from Mini-SODAR were analysed and interpreted. / Seit März 2006 ist das Leipziger Institut für Meteorologie (LIM) in Besitz eines kommerziellen Mini-SODARs. Das Mini-SODAR ist auf Grund seiner Größe sehr mobil und lässt sich unter geringem Aufwand schnell an einem beliebigen Standort aufbauen. Die erste größere Testmessung und gleichzeitig Vergleichsmessung dieses Gerätes mit einem Windmast und einem Doppler-SODAR fand im Juni 2006 auf dem Grenzschichtmessfeld in Falkenberg statt, welches zum Meteorologischen Observatorium (MOL) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) gehört. Die Auswertung dieser 6-stündigen Messung wird hier vorgestellt. Es wurde ein statistischer Vergleich zwischen Mini-SODAR, Windmast und Doppler-SODAR durchgeführt. Weiterhin wurden das Sodargramm und die gemessenen Profildaten des Mini-SODARs untersucht und interpretiert.

Die Modellierung eng begrenzter konvektiver Starkniederschlagsgebiete mit mesoskaligen numerischen Wettervorhersagemodellen ist durch die enorme Bandbreite der möglichen Zellverteilungen stets auf eine bestimmte Problemstellung beschränkt. Zahlreiche Autoren haben sich der Untersuchung superzellulärer Strukturen mithilfe idealisierter Strömungssimulationen gewidmet, um deren Entwicklung in unterschiedlichen atmosphärischen Umgebungen zu beschreiben (Atkins et al., 1999, Bluestein & Weisman, 2000, unter anderen). Im vorliegenden Artikel wird die Sensitivität der simulierten Niederschlagsintensität in Bezug auf verfügbare Labilitätsenergie, Umgebungswindverhältnisse sowie Einfluss orografischer Erhebungen näher betrachtet. Das dazu verwendete LMK mit 2:8km Gitterweite wurde ohne eine parametrisierte Behandlung der konvektiven Prozesse betrieben. Die Modellergebnisse der Simulationen mit idealisierten Eingangsbedingungen werden mit denen einer Fallstudie eines konvektiven Starkniederschlagsereignisses am 16.06.2006 in Sachsen bewertet. / Due to the huge variety of possible cell distributions, the simulation of small-scale heavy convective precipitation events using mesoscale numerical weather prediction models is limited to a certain issue of investigation. Numerous authors addressed the examination of supercellular structures by idealized ow simulations to describe their behaviour under various atmospheric conditions (Atkins et al., 1999, Bluestein & Weisman, 2000, among others). The presented paper studies the sensitivity of simulated precipitation intensity in response to the available amount of instability, environmental wind speed and -shear as well as orographic in uences. For this purpose, the LMK model with 2:8km grid spacing has been applied without a parameterized treatment of convective processes. The model results of the simulations involving idealized initial conditions are reviewed related to a case study of a severe storm event in Saxony on June, 16th 2006.