Leitung
Siegfried Raasch
Kleinräumige, recht kurzlebige, konvektive Wirbel mit vertikaler Rotationsachse, die durch das Aufwirbeln von Partikeln wie Staub in Erscheinung treten, werden Staubteufel genannt. Dieses Phänomen tritt insbesondere über trockenem Untergrund bei Hochdruckwetterlagen mit geringem bis mäßigem Hintergrundwind und stark überadiabatischen Temperaturgradienten am Boden auf.
Neben dem optisch eindrucksvollen Erscheinungsbild sind Staubteufel vor allem wegen ihres Einflusses auf die vertikalen Grenzschichttransporte von zum Beispiel Staub oder Wärme interessant. Zusätzlich führen durch Staubteufel verursachte Windgeschwindigkeiten von mehr als 10 m s-1 und plötzliche Windrichtungsänderungen zu einer Gefährdung für die Umwelt, beispielsweise für den Luftverkehr. Daher werden die Wirbel seit dem 20. Jahrhundert intensiv beobachtet, vermessen und experimentell beziehungsweise numerisch untersucht. Neben charakteristischen Merkmalen wie Durchmesser, Höhe oder Lebenszeit stehen bei den Untersuchungen die Entstehung und Aufrechterhaltung von Staubteufeln zur Diskussion. Zusätzlich spielt die Quantifizierung der vertikalen Transporte ein wichtige Rolle, um die Bedeutung von Staubteufeln für das Wetter und Klima besser abschätzen zu können.
Genau in diesen Bereichen soll das hier vorgestellte und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte und begutachtete Projekt neue Erkenntnisse liefern und aufgestellte Theorien stützen oder widerlegen. Dies geschieht in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Ilmenauer Fass der Technischen Universität Ilmenau, welche die experimentelle Forschungsarbeit verantworten. Die numerischen Untersuchungen werden hingegen von Hannover aus mit Hilfe des am Institut für Meteorologie und Klimatologie entwickelten Grobstruktursimulationsmodells PALM (PArallelized Large-eddy simulation Model) durchgeführt, welches turbulenzauflösende Simulationen ermöglicht.
