 | Keis F. WHITE - Winter Hazards in Terminal Environment: Entwicklung eines Nowcasting-Systems zur Vorhersage von Winterwetter am Flughafen München: Diss. / Deutsches Zentrum f&uum;r Luft- und Raumfahrt, Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen – Köln: DLR, 2015. - IV, 167 S.: Ill. - (Forschungsbericht; 2015-10). - Res. auch engl. - Literatur: S.150-165. - ISSN 1434-8454
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I Einleitungü ...................................................... 1
II Meteorologische Grundlagen ....................................... 5
II.1 Die Entstehung von Wolkentröpfchen ......................... 5
II.2 Die Entstehung von Eispartikel und unterkühltem
Flüssigwasser .............................................. 9
II.3 Wachstum der Wolkenelemente und Entstehung von
Niederschlag .............................................. 11
II.4 Niederschlagsbildende Prozesse in winterlichen
Wettersituationen ......................................... 14
II.4.1 Schnee - Mischniederschlag - Regen ................ 16
II.4.2 Gefrierender Regen - Eisregen/Eiskörner - Regen ... 18
II.4.3 Gefrierender Niesel - Vereisung in Wolken ......... 19
II.5 Problematik der Winterwetterszenarien für Flughäfen ....... 21
II.5.1 Kontamination der Bewegungsflächen mit Schnee
oder Eis .......................................... 21
II.5.2 Kontamination der Flugzeuge mit Schnee oder Eis ... 22
II.5.3 Sichtverhältnisse ................................. 26
III Winterwetter am Flughafen München ............................... 27
III Die Winter der letzten Jahre am Flughafen München ........... 28
III.2 Strategie gegen winterliche Flächenkontaminationen ........ 31
III.3 Strategie gegen Flugzeugvereisung ......................... 35
IV Das WHITE-System ................................................ 37
IV.1 Winterwetterforschung am DLR-Institut für Physik der
Atmosphäre ................................................ 37
IV.1.1 Beobachtungsinstrumente ........................... 38
IV.1.1.1 Mikro-Regen-Radar 2 (MRR-2) ................... 38
IV.1.1.2 Parsivel ...................................... 39
IV.1.1.3 POLDIRAD ...................................... 39
IV.1.2 Vereisungsforschung am DLR ......................... 40
IV.1.2.1 ADWICE ........................................ 40
IV.1.3 Fuzzy-Logik und Wetterobjekte ...................... 41
IV.2 Winterwetterforschung in der internationalen
Fachliteratur ............................................. 42
IV.3 Das Nowcasting-System von WHITE ........................... 46
IV.3.1 Modul 1: Datenquellen ............................. 46
IV.3.1.1 Beobachtungs- und Messstationen im
Untersuchungs-gebiet .......................... 47
IV.3.1.2 COSMO-DE ...................................... 49
IV.3.1.3 Radar-Komposit RX ............................. 50
IV.3.2 Modul 2: Präprozessierung und Nowcasting
der Daten .............................................. 51
IV.3.2.1 Modellprognosen und Beobachtungsdaten ........ 52
IV.3.2.2 Radardaten ................................... 58
IV.3.3 Modul 3: Die Winterwetterszenarien in WHITE ........ 62
IV.3.3.1 Die Winterwetterszenarien und das vertikale
Wetterobjekt .................................. 62
IV.3.3.2 Die Entwicklung der Fuzzy-Sets ................ 70
IV.3.3.3 Klassifikation der Szenarien .................. 87
IV.3.4 Modul 4: Zusammenfassung zu Objekten durch
Bilddatenverarbeitung .................................. 90
IV.3.5 Modul 5: Szenario-Korrektur ........................ 92
IV.3.6 Die Ausgabe des WHITE-Systems ...................... 94
IV.3.6.1 Grafische Ausgabe ............................. 95
IV.3.6.2 XML-Ausgabe ................................... 96
IV.4 Das Participatory-Sensing-Konzept von WHITE ................ 97
IV.4.1 Der Hintergrund des Participatory-Sensing-
Konzepts ........................................... 97
IV.4.2 WRAP - Weather Report Application ................. 101
IV.4.2.1 Die Standard-Web-Applikation (DCP WRAP) ...... 102
IV.4.2.2 Die mobile Applikation (mobile WRAP) ......... 102
IV.4.2.3 Die Kommunikation zwischen WRAP und dem
Nowcasting-System von WHITE .................. 104
IV.5 Die DLR-Winterwetterkampagnen - WHITE im
quasioperationellen Testbetrieb .......................... 106
IV.5.1 Die Organisation und der Ablauf der Kampagnen .... 106
IV.5.2 Evaluierung der gesammelten Daten ................ 109
IV.5.2.1 Beurteilung des Erfolgs des Participatory-
Sensing-Ansatzes ................................. 112
IV.5.2.2 Statistische Verifikation des Nowcasting-
Systems ...................................... 115
IV.5.2.3 Fallstudien von WHITE ........................ 119
V Fazit und Ausblick ............................................. 129
V.l Diskussion der Ergebnisse ................................. 130
V.2 Ausblick .................................................. 133
A Anhang ......................................................... 137
Abbildungsverzeichnis .............................................. 148
Tabellenverzeichnis ................................................ 149
Literatur .......................................................... 150
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