| dc.description.abstract | Für die quantitative Beschreibung der Depositions- und Emissionsraten atmosphäri- scher Spurengase in Waldökosystemen mit Hilfe von Profilmessungen ist es notwendig, die turbulenten Austauscheigenschaften in der atmosphärischen Grenzschicht ober- und innerhalb der Waldbestände zu modellieren. Zu diesem Zweck werden im allge- meinen lokale Turbulenzschließungsansätze verwendet- Messungen zeigen jedoch, daß bei der Durchströmung von Waldbeständen im stamm- raum neben den von der Umströmung der Pflanzenelemente herrührenden Wirbeln auch Wirbel von der Größenordnung des Bestandes auftreten, somit also nichtloka- le Turbulenzeffekte. Solche Effekte können mit lokalen Turbulenzschließungansätzen nicht erfaßt werden. Nach den Messungen ergibt sich ein Größenspektrum von in einer Höhe gleichzeitig wirkenden Wirbeln, welches als Ursache für die häufig zu beobach- tenden Flüsse gegen den lokalen vertikalen Eigenschaftsgradienten (counter -gradient -Flüsse) angesehen wird. Um diese Flüsse richtig simulieren zu können, wurde ein eindimensionales Grenz- schichtmodell aufgebaut und an einen Fichtenbestand im Solling -Gebirge südwestlich von Hannover angepaßt, in dem ein nichtlokaler Austauschansatz verwendet wird. Da- bei handelt es sich um eine nach Inclan et al. für Waldbestände modifizierte Schließung nach der transilienten Turbulenztheorie von Stull (Stull 1994 , Inclan et al. 1996). Anhand der Modellrechnungen zeigte sich, daß dieses Turbulenzschließungsverfahren prinzipiell in der Lage zu sein scheint, den turbulenten Austausch in und über einem Waldbestand im Solling qualitativ richtig widerzugeben. Trotz einiger Probleme bei der realistischen Widergabe der gemessenen Profile der Windgeschwindigkeit im Kronen- raum stimmen die modellierten Impulsflüsse direkt über dem Bestand bei instationärer Rechnung sehr gut mit den Daten von Eddy -Kovarianzmessungen überein. Wie ein Vergleich mit den Modellergebnissen eines bei gleicher Modellphysik mit lokaler Tur- bulenzschließung (K -Schließung) arbeitenden Modells an einem Beispieltag gezeigt hat, wurde der Impulsfluß über dem Bestand vom K -Schließungsmodell betragsmäßig überschätzt, während die vom transilienten Modell berechneten Werte besser mit den Messungen übereinstimmten. Die fühlbaren Wärmeflüsse werden von beiden Model- len in den instationären Rechnungen gut widergegeben. Bei den latenten Wärmeflüssen! werden die Werte vom instationären transilienten Modell jedoch meist unterschätzt, während das K- Schließungsmodell eher zu einer Überschätzung neigt. Bei den berechneten Profilen der turbulenten Eigenschaftsflüsse von Impuls, fühlbarer und latenter Wärme hat sich gezeigt, daß das Modell auf der Basis der lokalen Turbu- lenzschließung erwartungsgemäß prinzipiell keine Flüsse gegen den lokalen Gradien- ten innerhalb des Bestandes modellieren kann. Beim transilienten Schließungsansatz ist dies sehr wohl möglich. Insbesondere beim vertikalen Transport von Impuls ergibt sich eine prinzipielle Übereinstimmung mit einem negativen turbulenten Diffusionsko- effizienten im Stammraum als Analogon zu den Flüssen gegen den lokalen Gradienten. Die mit dem transilienten Modell durchgeführten stationären Rechnungen haben prin- zipiell schlechtere Ergebnisse geliefert, als die instationären Rechnungen. So werden die berechneten turbulenten Flüsse über dem Bestand für alle betrachteten Größen betragsmäßig zu allen Tageszeiten deutlich unterschätzt. Eine Erweiterung des Modells auch auf andere atmosphärische Prozesse, z.B. CO2 -Flüsse wird zeigen, inwieweit sich die Modellergebnisse bei der Verwendung des transilienten Schließungsansatzes gegenüber dem K -Schließungsansatz verbessem. | de |