Mountain Wave Project  Datenauswertung   

 

Statistische Auswertung von MWP- Flügen

Auswertung von ~ 100 MWP- Flügen  (1999-2009) im Lee der Anden                         (Region  San Juan – Feuerland, 2500km) um Wellenaufwindstrukturen aus  IGC- Loggerfiles zu filtern.

Verfahren:

  • Auffinden von Climbs im IGC- File
  • IGC_File mit 32 Climbs

     

  • Berechnung der im Climb zurückgelegten Distanz
  • z.B. hat Climb 10 eine zurückgelegte Distanz d = 13 km

     

  • Bestimmung von Grenzen für die Unterscheidung zwischen Wellen und Thermik
  • Um eine Entscheidungsgrenze für d zu errechnen wird die Verteilung der Distanz mittels einer Gauss-Mixtur modelliert. Als Entscheidungsgrenze wird dann die Bayes Entscheidungsgrenze herangezogen

     die Entscheidungsgrenze für d liegt bei ca. 2,8km

    Mit einem EM/ Bayes Ansatz auf der Summe der beiden Größen lässt sich damit eine deutliche Grenzlinie zwischen den beiden Verteilungen ( Thermik vs. Welle) ziehen.

    Im Bild als Magenta-Linie eingezeichnet

     Suche nach Trennfunktionen

     

  • Entscheidungsgrenze für Fusshöhen von Climbs
  •  Die Entscheidungsgrenze für die climb - Fusshöhen liegt bei  ca.  2500m

     

  • Klassifikation von Steigwerten
  • Aus allen IGC- Dateien wurden  die Fixes herausgesucht die:

    -          in einem climb liegen

    -          dessen Fusshöhe > 2500 m ist und dessen

    -          zurückgelegte Distanz > 2.8 km ist.

    Derartige Fixes werden als Punkte betrachtet an denen eine Welle angetroffen und genutzt wurde.

    Als mittlere Steigwerte der Welle wird die über den gesamten climb gemittelte Vertikalgeschwindigkeit w definiert

    Als Grenzen für Climb -Klassen können daher gelten 2.0, 5.0 und 7.5 m/s

    Durch das o.a. Verfahren wurden über 1000 Wave Climbs erfasst, die in einem GIS generalisiert in verschiedenen Vertikalgeschwindigkeitsklassen  dargestellt werden:

    Übersicht der Wellenaufwindbänder in Zusammenhang mit Vz 3D-Übersicht im GIS

     Höhenzuordnung der Wave Climbs

    Höhenzuordnung der aus IGC-Files gewonnenen Wave Climbs

     Turbulenzzuordnung der Wave Climbs

    Light Turbulence Moderate Turbulence Severe Turbulence Extreme Turbulence

    Datenquelle: ~ 100 MWP- Flüge  (Nov-Jan;1999-2009)

    Waveclimbs and Turbulence over the Andes

    Weiterführende Informationen über die Auswerteverfahren sind auf der Webseite von         Prof. Alfred Ultsch (Datenbionik Universität Marburg) bzw. im Vortrag von Rene Heise (Wellenflugsymposium 2009) zu finden.


    Expedition :      Op Mendoza '06

    Ort:                              Airbase PLUMERILLO (ARG)

    • Untersuchung der hohen Wellen im Bereich der Hochkordillere
    • Berechnung der turbulenten kinetischen Energie ( s. AMOS- Beitrag)

    • 3D-Messungen meteorologischer Parameter (Temp., Feuchte, Wind,  Vertikalgeschw.

    • Vergleich der  gemessenen Daten mit  Radiosondenaufstiegen, Vertikalprofilen der CHAMP- Sondierungen (GPS- Radiookkultationstechnik) sowie numerischer Modellprofile

    Weiterführende Literatur/Veröffentlichungen: 

    WMO-No. 1038 " Weather Forecasting for Soaring Flight "

    Messgeräteausstattung:

    Verwendung des von ARA und NOAA neu entwickelten Turbulenzmessgerätes

    " Best Aircraft Turbulence (BAT) Probe "

    Die innovative Kombination modernster Messelektronik und miniaturisierter Sensoren ermöglichte hochauflösende  Turbulenz-, Temperatur- und Feuchtemessungen (bis zu 100 Messpunkte pro Sekunde).

    Die Kombination  der BATprobe  mit einem modernen GPS-gestützten Trägheitsnavigationssystem gestattete bei unseren Messflügen eine sehr genaue Bestimmung des dreidimensionalen Windvektors (und damit der atmosphärischen Turbulenz). Durch geringes Gewicht (Karbonfiber), hohe Datenspeicherfähigkeit und geringe Leistungsaufnahme war sie für Flugzeugmessungen über den Anden ideal geeignet. 

    Höhenflug am 12.10.2006 bis12.500m

    Windmessung bis 12.500m

    Turbulenzmessung (TKE)

     

    Messflug am 18.10.2006; Vergleich mit Radiosondenmessung

    Gemeinsamer Aufstieg Radiosonde- Stemme S10 bis 8.000m

    Beispiel Messflug vom 14.10.2006:

    hochauflösende Darstellung verschiedener Parameter

    Expedition :       Argentina '99

    Ort:                           San Martin de los Andes; Airbase CHAPELCO (ARG)

     
     
    • Einschätzung des Wellenflugpotentials, Routenoptimierung für Rekordflüge (mehrere 1000km -Flüge)
    • Berechnung des Impulstranssportes, Feststellung der Wellenlängen ( s. Technical Soaring - Artikel)
    • synoptische Besonderheiten (Hausrotor Chapelco, Feuchteadvektion bei Esquel,  durch Schwerewelle modifizierte mesoskalige konvektive Konvergenzen, Transformation der Luftmassen- siehe u.a.  DMG- Artikel)
    • Untersuchung lokaler Besonderheiten (Konfluenzen bzw. Düsenwirkung in Verbindung mit anabatischen Winden)
    • höhenphysiolog. Untersuchungen (DGLR- Beitrag)
      

    Messgeräteausstattung:

     
    Temperatur Vaisalä PT100
    Feuchte Vaisalä Humicap
    Druck Airflow DB1 / Rosemount REC 1241
    Vertikalgeschwindigkeit Flexum 1800 / CAI L-NAV
    Position Garmin 100
    Heading/Wind Honeywell CM 3000

     

    Alle Daten wurden über einen 8 Kanal Datenlogger (1Hz, 16bit) gespeichert

    Instrumenten Plattform:  Motorsegler Stemme S10VT

                                    

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