Bachelor-/Masterarbeit zum Thema: Mesoskalen-Simulationen zur Untersuchung des Urban-Heat-Island-Effekts

Kennziffer IBP-2020-19H

Die Urbanisierung ist gekennzeichnet durch eine Verdrängung von bepflanzten durch versiegelte Flächen, durch die Errichtung großer Gebäude und durch konzentrierte menschliche Aktivität. Wärmespeichereffekte in Strukturen mit hoher Wärmekapazität, Absorption von Strahlung, Blockierung des Luftstroms in dicht bebauten Gebieten und der Verringerung der Evapotranspiration haben einen bedeutenden Einfluss auf den Impuls- und Energieaustausch innerhalb der urbanen Grenzschicht. Dies führt zu nachteiligen Phänomenen wie dem Urban-Heat-Island-Effekt und einem Anstieg der Luftverschmutzung. Immer wichtiger werden daher Ansätze zur Planung der Stadtentwicklung zur integrierten, quantitativen und wissenschaftlichen Darstellung dynamischer Prozesse. In unserer neugegründeten Fachgruppe Urban Physics Modelling (UPM) entwickeln wir Modelle zur Abschätzung der relevanten mikroklimatischen Charakteristiken.


Um den Urban-Heat-Island-Effekt zu untersuchen, werden numerische mesoskalige Modelle zur Wettervorhersage verwendet. Dabei werden vereinfachende Annahmen der komplexen kleinskaligen Prozesse in den urbanen Bereichen innerhalb des Simulationsgebiets getroffen. Mit den Ergebnissen können Randbedingungen für Mikroskalenmodelle erzeugt werden, mit denen die Grenzschicht eines urbanen Gebiets genau und hochaufgelöst berechnet werden kann. Das Ziel dieser studentischen Arbeit ist es, unter Verwendung von mesoskaligen Modellen, lokale höheraufgelöste Simulationsdaten der Atmosphäre um eine Stadt zu erzeugen.
 
 Ihre Aufgaben

• Durchführung lokaler mesoskaliger Simulationen mit dem Weather Research and Forecasting (WRF)-Modell
• Variation physikalischer Modellparameter, Gittergrößen und geografischer Datensätze
• Durchführung einer Sensitivitätsanalyse der Modellparameter zur Optimierung der Ergebnisse
• Auswertung und Validierung von Simulationsdaten
• Abschätzung der Intensität des Urban-Heat-Island-Effekts
• Anfertigen eines wissenschaftlichen Berichts, einer Bachelor- oder Masterarbeit über die Ergebnisse

Was Sie mitbringen

• Einschreibung an einer Hochschule im Studienfach Meteorologie oder einem verwandten Gebiet
• Kenntnisse der numerischen Wettervorhersage mit mesoskaligen Modellen
• Erfahrung im Umgang mit Linux Betriebssystemen
• Erste Erfahrungen in einer wissenschaftlichen Programmiersprache (z.B. Python)
• Wissenschaftliches Schreiben mit MS Word oder Latex
• Gute Englischkenntnisse
• Selbständigkeit, Enthusiasmus und Kommunikationsfähigkeit

Was Sie erwarten können

• Integration in die neugegründete Gruppe Urban Physics Modeling (UPM)
• Flexible Arbeitszeiten in Vereinbarung mit Ihrem Studium
• Regelmäßige Treffen innerhalb der Gruppe und mit Ihrem Betreuer
• Mitwirkung bei Publikationen in referierten Fachzeitschriften
• Möglichkeit als Doktorand(in) oder wissenschaftlicher Mitarbeiter(in) weiter in der Fachgruppe mitzuarbeiten

Die Vergütung richtet sich nach der Gesamtbetriebsvereinbarung zur Beschäftigung der Hilfskräfte.
Die Stelle ist zunächst auf sechs Monate befristet.

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Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
Holzkirchen

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