Informationen zur Durchführung von Abschlussarbeiten am Fachgebiet Klimatologie

The influence of wind and turbulence on urban bat and insect activity

Airborne animals such as flying insects or bats are exposed to wind that can influence their activity given the associated high-energy costs with high wind speeds and strong turbulence. Some studies investigating the relation between bat activity and wind. However, atmospheric motion has also other characteristics such as turbulent kinetic energy and friction velocity that has been so far overlooked in relation to bats. Given that buildings and tall trees will also have an impact on wind and turbulence besides temperature and humidity this knowledge is crucial to get an understanding about how bat species will be able to deal with atmospheric condition in cities. The aim of this Master thesis is to get an understanding about the effect of wind and turbulences on bat and flying insect (bat prey items) activity and occurrence. The thesis will start mid August 2021 and involve fieldwork (i.e. recording bat calls and catching insects), analyzing bat calls and identifying insects to order level. Atmospheric variables such as wind speed, wind direction, three-dimensional flow characteristics, turbulence, temperature and humidity will be measured at different heights at the 40 m tower of the Urban Climate Observatory Berlin. Analyses will be undertaken in R. The location of study is the garden of the Institute of Ecology, Rothenburgstraße 12, Berlin.
We are looking for an engaged student who would like to investigate this further in a master thesis.

Ansprechpartner:
Dr. Fred Meier   Dr. Tanja Straka

Charakterisierung von Wetterbedingungen während Hitzewellen in Berlin – Modelldaten

Auch wenn weltweit derzeit keine einheitliche Definition von Hitzewellen existiert, können Hitzewellen ganz allgemein als Episoden mit erhöhter Lufttemperatur bezeichnet werden. Andere meteorologische Größen wie Luftfeuchtigkeit, Wind, Wolkenbedeckung und Strahlungsflüsse können während Hitzewellen jedoch auch stark von den „normalen“ Bedingungen abweichen. Insbesondere kann auch der Niederschlag vor einer Hitzewelle von entscheidender Bedeutung sein, wie sich eine Hitzewelle ausprägt (Intensität, Länge). Zudem können sich Hitzewellen untereinander unterscheiden, abhängig von den vorherrschenden meteorologischen Bedingungen. In dieser Arbeit soll es darum gehen, die meteorologischen/klimatologischen Bedingungen der Atmosphäre während Hitzewellen im Vergleich zu den „normalen“ Klimabedingungen zu charakterisieren. Die Untersuchung soll sich auf den Berlin-Brandenburger Raum beziehen, in welchem Hitzewellen derzeit mehrmals pro Jahr auftreten. Datengrundlage dieser Arbeit soll ein gegitterter atmosphärischer Datensatz mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 2 km Gitterauflösung für die Jahre 2001-2016 sein, der mittels dynamischem Downscaling erstellt wurde. Ergänzend können meteorologische Messdaten des Deutschen Wetterdienstes als auch die des fachgebietseigenen Messnetzes UCON hinzugezogen werden.

Ansprechpartner:
Dr. Fred Meier   Prof. Dr. Dieter Scherer

Der Einfluss der unterschiedlichen Strahlungsflüsse auf die mittlere Strahlungstemperatur in SOLWEIG

Für das Bioklima des Menschen spielt im Außenraum während des Tages die kurzwellige Strahlung der Sonne sowie die Wärmestrahlung von Oberflächen eine entscheidende Rolle. Diese unterschiedlichen Strahlungsflüsse können mit der Größe „mittlere Strahlungstemperatur“ (Tmrt) zusammengefasst werden. Diese Größe kann mittels verschiedener Messmethoden experimentell bestimmt, als auch mit Hilfe von Strahlungsmodellen auf dem Computer berechnet werden. Eines dieser Modelle ist das mikroskalige SOLWEIG-Modell (SOlar and LongWave Environmental Irradiance Geometry model), welches in der Wissenschaft für Fragestellungen, die den städtischen Raum betreffen, häufig Anwendung findet. In Studien konnte gezeigt werden, dass das Modell sensitiv auf die Eingabegrößen der Solarstrahlung ist, insbesondere hinsichtlich der Unterscheidung zwischen Diffus- und Direktstrahlung im Vergleich zur Globalstrahlung als kombinierte Größe. Mittels verschiedener Messdaten soll diese Sensitivität auf die Tmrt bestimmt werden. Es stehen dazu umfangreiche Strahlungsmessungen für den Modellinput aus Langzeitmessungen (Globalstrahlung, direkte und diffuse kurzwellige Strahlung, langwellige atmosphärische Gegenstrahlung), als auch Daten für die Validierung der Modellergebnisse aus einer Messkampagne im Sommer zur Verfügung. Konkret soll überprüft werden, wie sich die verschiedenen Eingabegrößen der Strahlung auf die Modellergebnisse für eine Berliner Hofstruktur auswirken.

Ansprechpartner:
Dr. Fred Meier   Prof. Dr. Dieter Scherer

Stadtklimamessnetz TU Berlin – Homogenisierung und raum-zeitliche Untersuchung der Lufttemperatur

Das fachgebietseigene Stadtklimamessnetz erfasst seit Beginn der 1990er Jahre kontinuierlich Daten u.a. zu Lufttemperatur und Luftfeuchte. In dieser Zeit gab es mehrere Wechsel bezüglich der Messtechnik und der Messintervalle. Anhand der Langzeitdaten soll in einer Bachelor-/Masterarbeit untersucht werden, inwieweit diese Wechsel zu Inhomogenitäten in den Daten geführt haben könnten. In einem zweiten Schritt sollen dann die raum-zeitlichen Muster der Lufttemperatur innerhalb der Stadt untersucht werden. Dabei spielen die urbane Entwicklung Berlins, räumliche Unterschiede zwischen den Messstandorten, standortspezifische Unterschiede stadtstruktureller Größen, meteorologische Bedingungen sowie der regionale klimatische Trend entscheidende Rollen.

Ansprechpartner:
Dr. Fred Meier   Prof. Dr. Dieter Scherer

Stadtklimamessnetz TU Berlin – Homogenisierung und raum-zeitliche Untersuchung der Luftfeuchte

Das fachgebietseigene Stadtklimamessnetz erfasst seit Beginn der 1990er Jahre kontinuierlich Daten u.a. zu Lufttemperatur und Luftfeuchte. In dieser Zeit gab es mehrere Wechsel bezüglich der Messtechnik und der Messintervalle. Anhand der Langzeitdaten soll in einer Bachelor-/Masterarbeit untersucht werden, inwieweit diese Wechsel zu Inhomogenitäten in den Daten geführt haben könnten. In einem zweiten Schritt sollen dann die raum-zeitlichen Muster der Luftfeuchte innerhalb der Stadt untersucht werden. Dabei spielen die urbane Entwicklung Berlins, räumliche Unterschiede zwischen den Messstandorten, standortspezifische Unterschiede stadtstruktureller Größen, meteorologische Bedingungen sowie der regionale klimatische Trend entscheidende Rollen.

Ansprechpartner:
Dr. Fred Meier   Prof. Dr. Dieter Scherer

Räumliche und zeitliche Variabilität der Oberflächentemperaturen urbaner Vegetation

Anhand von Thermalbildern ist es möglich die Temperatur von Pflanzenoberflächen zu bestimmen. Welche Faktoren beeinflussen die Variabilität dieser Temperatur? Diese Frage soll mit Hilfe der Thermographie und meteorologischer Daten beantwortet werden.

Ansprechpartner:
Dr. Fred Meier   Prof. Dr. Dieter Scherer

Ableitung stadtstruktureller Größen aus digitalen Gelände- und Oberflächenmodellen für stadtklimatologische Analysen

Das Stadtklima wird von der Bebauungsstruktur stark beeinflusst. Morphometrische Größen wie z.B. das Verhältnis Gebäudehöhe zu Straßenbreite oder das Verhältnis Gebäudeoberfläche zur Grundfläche sind für die Analyse des Stadtklima von Bedeutung.

Ansprechpartner:
Dr. Fred Meier   Prof. Dr. Dieter Scherer

Orografische Beeinflussung der Niederschlagsvariabilitäten in den zentralen Hochanden.

Der Niederschlag in semiariden Gebieten der zentralen Hochanden spielt eine bedeutende Rolle für die Dynamik der Vegetation. In der Bachelorarbeit soll an Hand vorhandener Niederschlagsdaten und Höhenmodeldaten der Einfluss der regionalen Orografie auf den Niederschlag in einer Beispielregion im Süden von Peru ermittelt werden.

Ansprechpartner:
Dr. Fred Meier   Prof. Dr. Dieter Scherer

Räumliche Verteilung Hochandiner Feuchtgebiete

Hochandine Feuchtgebiete (HF) befinden sich in den kalten und ariden Hochgebirgssteppen Perus, Chile, Bolivien sowie Argentinien und behaupten sich an der hygrothermischen Wachstumsgrenze und dienen als Rückzugsraum für zahlreiche wildlebende Tiere sowie als Weidegrund von Alpaka- und Lamaherden der hochandinen Bevölkerung. Anhand von Literaturstudien und Fernerkundungsdaten soll die räumliche Verteilung der HF im gesamten Andenraum ermitteln werden.

Ansprechpartner:
Dr. Fred Meier   Prof. Dr. Dieter Scherer