@PhdThesis{dbt_mods_00022190, author = {Weidauer Dr.rer.nat., Thomas}, title = {Numerical investigations of shallow moist convection}, year = {2013}, month = {May}, day = {08}, keywords = {moist shallow convetion; numerical simulations; atmospheric flows; clouds; fluid mechanics}, abstract = {Atmosphaerische Konvektion ist ein sehr aktives Forschungsfeld mit vielen Richtungen, etwa Messtechnik, Laborexperimente und numerische Simulationen. Ein Grossteil dieser Simulationen sind sogennante Large-Eddy-Simulationen, bei denen nur die grossskaligen Stroemungsstrukturen aufgeloest werden und kleinere Strukturen der Turbulenz modelliert sind. Jedoch spielen genau diese kleineren Strukturen eine wichtige Rolle fuer das Verstaendnis physikalischer Prozesse innerhalb von Wolken. Deshalb werden in dieser Arbeit bevorzugt direkte numerische Simulationen durchgefuehrt, die alle turbulenten Laengenskalen aufloesen. Die hoehere Aufloesung geht aber auf Kosten der physikalischen Komplexitaet und der erreichbaren Turbulenzstaerke. Die Arbeit beginnt mit einer kurzen Einfuehrung in die Gebiete thermische und atmosphaerische Konvektion. Besondere Beachtung erhaelt dabei das komplexe Zusammenspiel zwischen turbulenter Stroemung und physikalischer Prozesse auf sehr kleinen Groessenskalen. Auch wie Wolken auf das Klima der Erde einwirken wird diskutiert. Anschliessend wird das Modell fuer feuchte Rayleigh-Benard Konvektion vorgestellt.Im Hauptteil der Dissertation werden Resultate der numerischen und analytischen Untersuchungen praesentiert. Zu Beginn liegt der Fokus auf dem Uebergang zur Turbulenz. Einige Eigenschaften dieses Uebergangs sind Aehnlich derer einfacher Scherstroemungen. Folglich koennen Methoden, die fuer die Untersuchung des Turbulenzuebergangs solcher Stroemungen entwickelt wurden, in abgwandelter Form hier genutzt werden. Im weiteren werden Ergebnisse direkter numerischer Simulationen diskutiert. Geometrische Eigenschaften der simulierten Wolken sowie der Einfluss der thermischen Randbedingungen sind Inhalt der folgenden Abschnitte. Ueber die ganze Arbeit hinweg werden die Resultate mit Erkenntnissen aus trockener Rayleigh-Benard und atmosphaerischer Konvektion verglichen.Das Hauptaugenmerk der Arbeit liegt auf der Erforschung des Effekts latenter Waermefreisetzung auf atmosphaerische konvektive Prozesse, ohne Beruecksichtigung anderer relevanter Prozesse, wie zum Beispiel Niederschlag.}, url = {https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00022190}, url = {http://uri.gbv.de/document/gvk:ppn:745432018}, file = {:https://www.db-thueringen.de/servlets/MCRZipServlet/dbt_derivate_00027465:TYPE}, language = {en} }