Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.
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studium:themen_fuer_bachelorarbeiten_exp [2019/01/29 09:09] matthias [Sonnenphotometer SSARA-Z: Bestimmung der optischen Dicke des Aerosols] |
studium:themen_fuer_bachelorarbeiten_exp [2023/02/10 15:02] (aktuell) emde [Detection of biosignatures on exoplanets] |
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| ===== Themen für Bachelorarbeiten am MIM / DLR ===== | ===== Themen für Bachelorarbeiten am MIM / DLR ===== | ||
| Die meisten Themen sind als Master- oder Bachelorarbeit durchführbar. Abhängig von der verfügbaren Zeit (und der Motivation des Studenten) kann man die Datenmenge, die wissenschaftlichen Tiefe, die Zahl der Parameter etc. wählen. Der Umfang muss bei Interresse dann letztendlich individuell diskutiert werden, und ergibt sich z.T. vielleicht auch erst im Laufe der BA (wenn die Zeit knapp werden sollte). | Die meisten Themen sind als Master- oder Bachelorarbeit durchführbar. Abhängig von der verfügbaren Zeit (und der Motivation des Studenten) kann man die Datenmenge, die wissenschaftlichen Tiefe, die Zahl der Parameter etc. wählen. Der Umfang muss bei Interresse dann letztendlich individuell diskutiert werden, und ergibt sich z.T. vielleicht auch erst im Laufe der BA (wenn die Zeit knapp werden sollte). | ||
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| + | ==== Scene Tomography: Generation of synthetic images from irradiance fields ==== | ||
| + | {{ :studium:mysticpano.png?nolink&400|}} | ||
| + | The quick generation of synthetic camera images from 3D LES scenes is at the core of next generation retrieval methods and online diagnostics. | ||
| + | The concept of this work is to use the irradiance field as an illumination map for the scene and use raytracing techniques to generate approximate radiance measurements (i.e. virtual camera images) | ||
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| + | The thesis likely encompasses the tasks of | ||
| + | * develop a raytracing prototype | ||
| + | * work with and implement your work into ICON | ||
| + | * investigate possible pathways to parallelize the approach on massively parallel machines | ||
| + | Responsible //[[Fabian.Jakub@physik.uni-muenchen.de| Fabian Jakub]], [[bernhard.mayer@lmu.de| Bernhard Mayer]]// | ||
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| ==== Strahlung: 3D Topographie und Albedo ==== | ==== Strahlung: 3D Topographie und Albedo ==== | ||
| {{ :studium:wetterstein_elevations.png?400|}} | {{ :studium:wetterstein_elevations.png?400|}} | ||
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| Ansprechpartner: //[[fabian.jakub@physik.uni-muenchen.de| Fabian Jakub]]// | Ansprechpartner: //[[fabian.jakub@physik.uni-muenchen.de| Fabian Jakub]]// | ||
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| + | ==== Cloud Modelling: Stratocumulus Liquid Water Steady States ==== | ||
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| + | Stratocumulus clouds play an essential role in the global radiation budget. Due to their high albedo, stratocumulus reflect large amounts of incident shortwave radiation back to space. This ability is predominantly determined by the stratocumulus liquid water path, the vertically integrated liquid water content. | ||
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| + | While it is accepted that the stratocumulus liquid water path is a result of longwave radiative cooling and entrainment warming/drying, it is disputed whether this liquid water path is in a steady state, i.e., is constant in time. Based on a theoretical mixed-layer approach, we were able to determine analytical solutions for the steady-state liquid water path and the entrainment velocity in stratocumulus ([[https://doi.org/10.1175/JAS-D-19-0241.1|Hoffmann et al. 2020]]). These analytical solutions have been compared successfully to a wide range of (idealized) large-eddy simulations. | ||
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| + | In this thesis, we want to go a step further and compare the solutions to reanalysis data of the ECMWF or satellite measurements, covering a much wider range of realistic stratocumulus clouds, including their transition to cumulus convection. This thesis is of interest to students interested in clouds, climate, and dynamical systems theory. | ||
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| + | Ansprechpartner: //[[fa.hoffmann@physik.uni-muenchen.de| Fabian Hoffmann]]// | ||
| ==== Strahlung: Wasserdampf-Strahlungs-Feedback im thermischen Spektralbereich==== | ==== Strahlung: Wasserdampf-Strahlungs-Feedback im thermischen Spektralbereich==== | ||
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| Die Abbildung zeigt einen horizontalen Querschnitt durch ein Wasserdampf- und Abkühlungsratenfeld in einer bestimmten Höhe. Die Abkühlungsraten wurden mit 1D Strahlungstransport berechnet. Die schwarzen Konturen zeigen Wolken. | Die Abbildung zeigt einen horizontalen Querschnitt durch ein Wasserdampf- und Abkühlungsratenfeld in einer bestimmten Höhe. Die Abkühlungsraten wurden mit 1D Strahlungstransport berechnet. Die schwarzen Konturen zeigen Wolken. | ||
| - | Ansprechpartner: //[[carolin.klinger@physik.uni-muenchen.de| Carolin Klinger]], [[bernhard.mayer@lmu.de| Bernhard Mayer]]// | + | Ansprechpartner: //[[bernhard.mayer@lmu.de| Bernhard Mayer]]// |
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| - | ==== Sonnenphotometer SSARA-P: Sensitivitätsstudie zur Polarisationsgrad in Abhängigkeit vom Aerosol ==== | ||
| - | SSARA-P ist ein multispektrales Sonnenphotometer, mit dem man neben der direkten Strahlung auch diffuse Himmelsstrahlung aus beliebigen Richtungen messen kann. Nach einem Umbau ist es auch möglich, den Polarisationsgrad der gestreuten Strahlung zu bestimmen. Erstmals eingesetzt wird das Gerät im Rahmen von SALTRACE im Sommer 2013 auf Barbados. | ||
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| - | Im Rahmen einer Bachelorarbeit soll systematisch der Depolarisationsgrad in Abhängigkeit der Aerosolbelastung berechnet werden. Und zwar für verschiedenen Messrichtungen und verschiedene Wellenlängen. Das Potenzial bestimmter Messkombinationen (Winkel/Wellenlänge), Aerosolinformationen ableiten zu können, soll in Form einer Sensitivitätsstudie untersucht werden. | ||
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| - | Responsible: // [[claudia.emde@lmu.de| Claudia Emde]] / [[m.wiegner@lmu.de|Matthias Wiegner]]// /** 2013/02/25 16:25**/ | ||
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| + | /** | ||
| ==== Abgehobene Aerosolschichten: Vergleich Ceilometermessung - Transportmodellierung ==== | ==== Abgehobene Aerosolschichten: Vergleich Ceilometermessung - Transportmodellierung ==== | ||
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| früheren Arbeit) die Güte der Modellvorhersagen überprüft und diskutiert werden. | früheren Arbeit) die Güte der Modellvorhersagen überprüft und diskutiert werden. | ||
| - | Responsible: //[[m.wiegner@lmu.de|Matthias Wiegner]]// /** 2013/02/25 16:25**/ | + | Responsible: //[[m.wiegner@lmu.de|Matthias Wiegner]]// ** 2013/02/25 16:25** |
| - | ==== Ableitung der Ceilometer-Rücksstreuung aus Chemie-Transport-Modellsimulationen ==== | + | **/ |
| - | {{ :lsmayer:bachelorarbeit_ceilometer_wrf.png?300|}} | + | |
| - | "Ceilometer" wurden entwickelt um die Höhe der Wolkenuntergrenze zu bestimmen. Ein Ceilometer schickt einen Laserimpuls senkrecht nach oben in die Atmosphäre und berechnet anhand des zurückgestreuten Signals die Wolkenuntergrenze. Mittlerweile kann man aus Ceilometermessungen auch ein komplettes Vertikalprofil des Rückstreukoeffizienten ableiten. | + | |
| - | Chemie-Transport-Modelle (z. B. WRF-Chem, COSMO-ART) sind erweiterte Wettervorhersagemodelle, die zusätzlich die Ausbreitung von Spurengasen und Staub berechnen. Am MIM läuft seit November 2014 eine operationelle Vorhersage mit solch einem Modell. Die Prognosen dieses Modells (Vertikalverteilung der Massen- und Anzahlkonzentrationen von Staub und Wolkenwasser) liefern alles was benötigt wird um das Signal zu berechnen das ein Ceilometer zum gleichen Zeitpunkt liefern würde. | + | |
| - | In dieser Bachelorarbeit genau dies gemacht werden, und dann die Modellresultate mit den Ceilometer-Messungen am MIM verglichen werden. Ziel ist es auf der einen Seite die Modellprognosen gegen Ceilometermessungen zu validieren, und auf der anderen Seite mithilfe der Modellresultate (in denen bekannt ist, welche Partikel / Wolken für das Signal verantwortlich sind) Erklärungen für eine Ceilometerbeobachtungen zu liefern. | + | |
| - | Ansprechpartner: //[[christoph.knote@lmu.de| Christoph Knote]] und [[m.wiegner@lmu.de|Matthias Wiegner]]// | ||
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| - | ==== Luftchemie: Wie beeinflusst Ozon in der Troposphäre die Photolyseraten und damit die Luftqualität? ==== | ||
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| - | Photolyse, die Aufspaltung von Molekülen durch solare Strahlung, ist der Hauptantrieb für chemischen Prozesse in der Atmosphäre und beeinflusst direkt die Konzentrationen von Luftschadstoffen wie Ozon oder Stickstoffdioxid (NO<sub>2</sub>). Allerdings absorbieren diese Spurengase auch solare Strahlung, und dämpfen dadurch die Menge an Strahlung die in tieferen Schichten der Atmosphäre für Photolyse zur Verfügung steht, was wiederum die Luftschadstoffkonzentrationen selbst beeinflusst. | ||
| - | Chemie-Transport-Modelle wie WRF-Chem oder COSMO-ART werden verwendet um die Ausbreitung von Spurengasen und Partikeln auf der Basis eines numerischen Wettervorhersagemodells zu berechnen und daraus z.B. Luftqualitätsprognosen oder auch effiziente Mitigationsstrategien abzuleiten. Solche Modelle beinhalten Module zur Berechnung von Photolyseraten, berücksichtigen aber bis jetzt nicht den Einfluss troposphärischer Spurengaskonzentrationen. In dieser Bachelorarbeit würden Sie zuerst den Einfluss troposphärischen Ozons auf die Photolyseraten mit einem simplen Boxmodell abschätzen, und dann das regionale Chemie-Transport-Modell WRF-Chem um diesen Effekt erweitern. Mittels Simulationen auf kontinentaler Skala berechnen Sie den Einfluss diese Prozesses unter realistischen Bedingungen. | ||
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| - | Ansprechpartner: //[[christoph.knote@lmu.de| Christoph Knote]]// | ||
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| - | ==== Niederschlagsradar: Verteilung von Hagelzugbahnen in Deutschland und Europa==== | ||
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| - | Die Verteilung (Häufigkeit und Größe) von Zugbahnen von Gewittern, Starkregen, und Hagel in Europa ist für die Allgemeinheit von großem Interesse. Bei diesem Thema sollen Zugbahn-Verteilungen aus Radardaten abgeleitet werden. Auf Basis von vorhandenen Daten für mehrere Jahre sollen vorhandene Tracking oder Clustering Methoden und Ideen angewandt werden, um Regionen besonders starker Radarechos sinnvoll einem Ereignis (einer Zugbahn) zuzuordnen. | ||
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| - | Nach Vorarbeiten aus einer vorangegangenen Bachelorarbeit sollen ältere Radardaten einbezogen werden, die Analyse bzgl Wettersituation verfeinert und evtl Europaweite Daten ausgewertet werden. | ||
| - | Ansprechpartner: //[[tobias.zinner@lmu.de| Tobias Zinner]], [[martin.hagen@dlr.de| Martin Hagen]]// | ||
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