Pro­mo­ti­onUn­ter­su­chung und Be­wer­tung des at­mo­sphä­ri­schen Schwe­fel­di­oxidsIn­sti­tut für Phy­sik der At­mo­sphä­re, Ober­pfaf­fen­ho­fen at German Aerospace Center (DLR)


Untersuchung und Bewertung des atmosphärischen Schwefeldioxids, Ergebnisse von Klimasimulationen sollen mit In-situ-Messungen (von Flugzeugen) und entsprechenden Satellitendaten (Sentinel-5P u.a.) verglichen und bewertet werden. In Fokus der Arbeiten steht Schwefeldioxid (SO2) auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen.
Die Analyse der In-situ- und TROPOMI-Daten wird durch Simulationen mit dem EMAC-Modell (global) und dem MECO(n)-Modellsystem (global und regional) begleitet, und zwar für die Vorbereitung der Flugmesskampagnen (Vorhersagen für die Flugplanung) und die Auswertung der erhobenen Daten. Die Modellsimulationen liefern wichtige Informationen zu den vertikalen Profilen der Spurengase (z.B. als A-priori-Profile für die „Retrieval“) und bieten die einzige Möglichkeit für eine Vervollständigung des Bildes. Ziel der Modellaktivitäten ist, die vorhandenen Messungen zu analysieren und zu einem regionalen bzw. globalen Gesamtbild zu kombinieren, um so die globalen Kreisläufe von Schwefeldioxid besser zu verstehen. Bekanntlich werden z.B. bei der Öl- und Gasförderung im Persischen Golf und in Westafrika große Mengen von SO2 emittiert. Die sehr hohe räumliche Auflösung von TROPOMI-Messungen ermöglicht eine detaillierte Analyse in Gebieten mit Öl- und Gasförderung.
Die wissenschaftlichen Ziele der Arbeit sind unter anderem:
eine Bewertung der Güte der verwendeten Klimamodelle bei der Darstellung von SO2 im Vergleich zu den Messungen, ein Quantifizierung der Abweichungen zwischen Simulation und Messung sowie Empfehlungen zur Verbesserungen bzw. Erweiterungen der Modellsysteme und eine Verbesserung des Verständnisses der zu Grunde liegenden Prozesse, die SO2 bestimmen (inkl. der Quellen).
Aufgaben dazu sind:
  • Durchführung von globalen Klimasimulationen (DLR-Klimamodell EMAC)
  • Durchführung von Klimasimulationen mit dem geschachtelten globalen/regionalen Modell MECO(n)
  • Erstellung von Vorhersagen mit MECO(n) und Begleitung von Messkampagnen
  • Untersuchungen von Hot-spot-Regionen bzgl. Schwefeldioxid (SO2)
  • Vergleich der Simulationsergebnisse mit den Beobachtungsdaten (Vergleich der Ergebnisse mit den In-situ-Messungen und TROPOMI-Daten)
  • Analyse des Status-Quo und der Diskrepanzen Modell vs. Beobachtung
  • Betrachtung von Hypothesen für die Verbesserung der Modellergebnisse im Hinblick auf die Beobachtungsdaten
  • Überprüfung der Hypothesen durch Sensitivitätssimulationen
  • ggf. globale SO2-Bilanzierung mit dem globalen Klimamodell

  • guter Masterabschluss in einem naturwissenschaftlichen Studiengang
  • sehr guter Masterabschluss im Bereich Meteorologie (alternativ Geophysik, Physik, Chemie) ist wünschenswert
  • Grundkenntnisse einer Programmiersprache
  • Grundkenntnisse der numerischen Atmosphärenmodellierung
  • Erfahrungen in der numerischen Klimamodellierung sind von Vorteil
  • geübter Umgang mit großen Datenmengen ist wünschenswert
  • gute Kenntnisse statistischer Auswerteverfahren sind vorteilhaft
  • gute Programmierkenntnisse (FORTRAN, Python …) sind von Nutzen
  • geübter Umgang mit Großrechnern ist gewünscht
  • Bereitschaft, sich in neue Fachgebiete einzuarbeiten
  • Englisch in Wort und Schrift ist wünschenswert

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