Untersuchungen zu Bodeninversionen in der unteren Grenzschicht auf der Basis von Messungen am 99-m-Mast in Falkenberg im Vergleich zu Modelldaten (COSMO-DE/D2)

Bodeninversionen stellen eine ausgeprägte Form stabiler Schichtung in der atmosphärischen Grenzschicht dar. In einer Studie wurden die Daten von Temperatur-Profilmessungen an Masten im Höhenbereich zwischen 2 m und 98 m über Grund auf dem Grenzschichtmessfeld (GM) Falkenberg aus den Jahren 2001-2020 auf das Auftreten und die Merkmale von Bodeninversionen untersucht. Für den Zeitraum 2016-2020 erfolgte eine detaillierte Analyse der Häufigkeit und Intensität von Bodeninversionen unterschiedlicher Mächtigkeit im Tages- und Jahresgang. Es wurde gezeigt, dass die Häufigkeit von Bodeninversionen in den Wintermonaten höher ist als in den Sommermonaten, wobei in den Wintermonaten flache Inversionen dominieren. Das Auftreten von Bodeninversionen mit einer Mächtigkeit ≥ 98 m wurde für den Gesamtzeitraum 2001-2020 untersucht. Dabei wurde ein leicht positiver, statistisch jedoch nicht signifikanter Trend in Bezug auf die Häufigkeit und Intensität dieser Bodeninversionsklasse gefunden. Die Bodeninversionen mit der größten Intensität traten typischerweise in den Monaten April, Mai und September auf. Für das Jahr 2020 erfolgte ein Vergleich der Merkmale von Bodeninversionen zwischen den Messungen auf dem GM Falkenberg und den Modellergebnissen des NWV-Modells COSMO-D2 für den zugeordneten Gitterpunkt. Dabei zeigte sich eine Überschätzung der Häufigkeit und eine Unterschätzung der Intensität von Bodeninversionen durch das Modell. Die Ergebnisse der statistischen Analyse wurden abschließend den Resultaten einer vergleichbaren Studie vom Hamburger Wettermast gegenübergestellt, wobei sich sowohl methodisch als auch standortbedingte Unterschiede zeigen. Bodeninversionen wurden in Hamburg, verglichen mit dem GM Falkenberg, deutlich seltener beobachtet, was vor allem auf den stärker maritim und urban beeinflussten Standort zurückgeführt wird (gedämpfte Temperatur-Tagesgänge, höheren mittlere Windgeschwindigkeiten, größere Rauhigkeit der Unterlage in der Umgebung des Standortes).