Volker Wulfmeyer

Jenseits des Jahreszeiten-Vorhersagebereichs von etwa ein bis sechs Mona-
ten liegt der Bereich 3) der Klimaprojektionen. Hier ist es prinzipiell nicht mehr
möglich, die Wetterstatistik innerhalb einer Jahreszeit, z. B. im Jahr 2081, heraus-
zuarbeiten. Es kann aber modelliert werden, in welchem Maße innerhalb eines
Zeitraums von 30 Jahren, z. B. von 2070 bis 2100, die Sommer wärmer und die
Anzahl der Dürren zunehmen werden. Deshalb liefern diese Projektionen fun-
damentale Information für die Politik oder andere Entscheidungsgeber, um die
Auswirkungen des Klimawandels abzuschätzen, sich auf dessen Folgen vorzube-
reiten und - entscheidend wichtig - zu zeigen, dass die Emissionen von Treibh-
ausgasen unbedingt verringert werden müssen. Ohne diese Maßnahmen kann die
Menschheit die Auswirkungen des Klimawandels nicht in den Griff bekommen,
was durch das Klima-Abkommen in Paris von 2015 anerkannt wurde.
Für die Bereiche 2) und 3) tragen dreidimensionale Messungen der Tempera-
tur und der Luftfeuchtigkeit insofern bei, indem sie einzigartige Daten für bessere
Prozessdarstellungen in den Modellen (z. B. Verdunstung und Turbulenz) sowie
für die Detektion und Analyse des Klimawandels und von extremen Ereignissen
liefern.
Leider zeigt ein Überblick über die gegenwärtigen Erdbeobachtungssysteme,
dass diese Daten großenteils fehlen und dieses gerade in der unteren Atmosphäre,
wo grundlegende wetterbildende Prozesse stattfinden, wie die Verdunstung über
den Landoberflächen oder die Bildung von Gewittern. Deshalb muss dieser Be-
reich von 0-3 km bis heute als „Terra incognita“ in Bezug auf das Wissen über
der Temperatur- und Feuchteverteilungen bezeichnet werden (Wulfmeyer et al.
2015).
In diesem Vortrag wurde gezeigt, dass diese Lücke mittels der Entwicklung
und Anwendung von Lidar (Light Detection and Ranging)-Systemen geschlossen
werden kann. Bei einem Lidar wird die Wechselwirkung der Strahlung eines Lasers
mit den Molekülen und Partikeln in der Luft ausgenutzt, um Informationen über
atmosphärische Variablen zu gewinnen. Am Institut für Physik und Meteorologie
(IPM) der Universität Hohenheim (UHOH) wurden Lidar-Systeme entwickelt,
die weltweit eine einzigartige Genauigkeit und Auflösung haben. Diese Systeme
beruhen auf den sogenannten Temperatur-Rotations-Raman-Lidar (TRRL)-,
Wasserdampf-Vibrations-Raman-Lidar (WVRL)- und Wasserdampf-Differential-
Absorption-Lidar (WVDIAL)-Verfahren (s. Abb. 1). Heutzutage ist es mit diesen
Geräten möglich, selbst am Tage mit einer Auflösung von 1-10 s, 10-100 m und
sehr geringen Messfehlern vom Boden bis in eine Höhe von einigen km Tempe-
ratur- und Wasserdampf-Profile zu vermessen. Die außerordentliche Auflösung
dieser Messungen erlaubt es, turbulente Fluktuationen der Feuchte in der Atmo-
sphäre sichtbar zu machen (s. Abb. 2), die zur Verbesserung der Darstellung dieses
Prozesses in Modellen dienen werden (Wulfmeyer et al. 2016). Sogar dreidimen-
sionale Messungen der Wasserdampffeldes sind nun mit diesen Geräten möglich

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