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Soil moisture content and its influence on urban climatology in the coupled model WRF-TEB during a heatwave in Vienna

Hasel, Kristofer (2020) Soil moisture content and its influence on urban climatology in the coupled model WRF-TEB during a heatwave in Vienna.
Masterarbeit, University of Vienna. Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
BetreuerIn: Formayer, Herbert

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DOI: 10.25365/thesis.64031
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-17483.69570.196167-2

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Abstract in English

The presentation of results from the urban climate project Urbania initiated some confusion on the customer side and resulted in a lively discussion about the interpretation of presented mean daily maximum temperature at 2 m over alluvial forests of the Nationalpark Donauauen. The presented temperatures showed the same values in areas of alluvial forests as in the city of Vienna. This work's aim is to find a concept for more accurate results regarding the climatology of forests and irrigated cropland in the greater Vienna area. This goal is realised by modifying the soil moisture content which is used in the initialisation of the model. Seven scenarios with different objectives are created with modifications in their soil moisture content in different layers according to the root length of the obtaining land cover. The model's maximum sensitivity could be shown with a reduction of 2.8 °C in the mean maximum of the mean diurnal 2 m temperature and a reduction of 12.2 °C in the mean maximum of the mean diurnal skin temperature. The alluvial forest's connection to groundwater can be numbered with a reduction in the mean diurnal 2 m temperature of up to 0.5 °C in the forest. A new category for alluvial forests has been implemented with a reduced stomatal resistance, which yields in an additional reduction of 0.3 °C. A fictive scenario where all of the domain's cropland becomes irrigated and a real case irrigation scenario both show negligible effects to Vienna's inner city temperature though the outer districts experience a reduction in the mean daily 2 m temperature of up to 0.5 °C.

Schlagwörter in Englisch

Soil moisture content / urban climatology / heatwave / Vienna / WRF / TEB

Abstract in German

Die Präsentation der Ergebnisse aus dem Stadtklimaprojekt Urbania sorgte auf Kundenseite für einige Verwirrung und führte zu einer lebhaften Diskussion über die Interpretation der vorgestellten mittleren 2 m Tageshöchsttemperatur über den Auwäldern des Nationalparks Donauauen. Die vorgestellten Temperaturen zeigten in den Auwäldern die selben Werte wie in der Wiener Innenstadt. Ziel dieser Arbeit ist es daher, ein Konzept für genauere Ergebnisse bezüglich der Waldklimatologie und bewässerten Ackerflächen der Simulationsdomäne Großraum Wien zu finden. Dieses Ziel wurde durch eine Modifikation des Bodenfeuchtegehalts realisiert, der für die Initialisierung des Modells verwendet wird. Sieben Simulationen werden erstellt, mit modifizierten Bodenfeuchtegehältern in den unterschiedlichen Bodenschichten, abhängig von der darüber liegenden Vegetation und den unterschiedlichen Intentionen. Die maximale Sensitivität des Modells konnte mit einer Reduktion von 2.8 °C im mittleren Maximum des Tagesgangs der 2 m Temperatur und einer Reduktion von 12.2 °C im mittleren Maximum des Tagesgangs der Oberflächentemperatur beziffert werden. Die Versorgung des Auwaldes mit Grundwasser zeigt eine Reduktion des mittleren Maximums im Tagesgang der 2 m Temperatur um bis zu 0.5 °C. Eine neue Kategorie für Auwälder mit einem reduzierten stomatalen Widerstand des Bestandes wurde eingeführt, was eine zusätzliche Reduktion von 0.3 °C zur Folge hat. Ein fiktives Szenario mit Bewässerung aller Ackerflächen der Domäne und ein reales Bewässerungsszenario zeigen vernachlässigbare Auswirkungen auf die mittlere tägliche 2 m Temperatur in Wiens Innenstadt. Allerdings erleben die Randbezirke eine Reduktion von bis zu 0.5 °C.

Schlagwörter in Deutsch

Bodenfeuchtegehalt / Stadtklimatologie / Hitzewelle / Wien / WRF / TEB

Item Type: Hochschulschrift (Masterarbeit)
Author: Hasel, Kristofer
Title: Soil moisture content and its influence on urban climatology in the coupled model WRF-TEB during a heatwave in Vienna
Umfangsangabe: 48 Seiten : Diagramme
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw.
Universitätslehrgang (ULG):
Masterstudium Meteorologie
Publication year: 2020
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Formayer, Herbert
Assessor: Formayer, Herbert
Classification: 38 Geowissenschaften > 38.80 Meteorologie: Allgemeines
38 Geowissenschaften > 38.82 Klimatologie
AC Number: AC16162789
Item ID: 64031
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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