Dr. Fabian Senf

Leibniz-Institut für

Troposphärenforschung e.V.

Permoserstraße 15

04318 Leipzig

 

Telefon: +49 341 2717-7170

Mail: senf@tropos.de  

Raum: 120 (Geb. 23.1)

 

Funktion 

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

 

Abteilung

Modellierung atmosphärischer Prozesse

 

Forschungsgebiete & Arbeitsschwerpunkte

  • Wolkenmikrophysik und Wolkenstrahlungseffekte
  • frühe Detektion und Wachstum von Gewitterwolken mit Meteosat-SEVIRI
  • Verifikation von Gewittervorhersagen aus regionalen konvektion-erlaubenden Modellen (z.B. COSMO-DE), Verifikation als objekt-basierte Analyse
  • Organisation von hochreichenden, konvektiven Wolken über Mitteleuropa und dem tropischen Atlantik und daraus folgende Effekte auf das globale Klima
  • Quantifizierung von Unsicherheiten in synthetischen Satellitenbildern und daraus abgeleiteten Satellitenprodukten wie Wolkentyp, Wolkenhöhe oder Wolkenbewegung

 

Laufende Projekte

  • tobac (seit 2019), internes Projekt zur Unterstützung der Entwicklung einer Python-Software für "Tracking and Object-based Analysis of Clouds"
  • PolarCAP (seit 2022), als Teil des DFG SPP PROM II, "Bestimmung der polarimetrischen Signaturen von Eisbildungsprozessen unter kontrollierten Aerosolbedingungen"
  • IFCES2 (seit 2022), gefördert durch das BMBF SCALEXA Programm, "Optimierung von Simulationsalgorithmen für Exascale-Supercomputer zur Berechnung des Erdsystemmodells ICON"
  • WiFiSmoke (seit 2023), gefördert durch den Leibniz Science Campus “Smoke and Bioaerosol in a changing climate”
  • CleanCloud (seit 2024), gefördert durch die EU, "Clouds and climate transitioning to post-fossil aerosol regime"; Cluster 2: "Convective systems and extreme weather"
  • C3SAR (seit 2024), DFG RU Teilprojekt P1 „Modellierung der mikro- und makrophysikalischen Eigenschaften von Wolken und ihrer Strahlungseffekte“

 

Abgeschlossene Projekte 

  • CAWSES - SOLTIVAR, (2007 - 2011), Wechselwirkung zwischen Schwerewellen und solaren Gezeiten in der mittleren Atmosphäre
  • HErZ- OASE, (2011 - 2015), Hans-Ertel-Zentrum für Wetterforschung: Themenbereich 1: Atmosphärendynamik und Vorhersagbarkeit, Projekt: "Objekt-based analysis and seamless prediction"
  • DWD-Werksleistung, (2015) "Verbesserung des Convective Initiation Verfahrens mit Hilfe der Berendes Wolkenmaske"
  • HD(CP)2 Phase II (2016 - 2019) "Untersuchung der Organisation von hochreichenden konvektiven Wolken in Satellitendaten und Modell"
  • HD(CP)2 Phase II (2019) "Überarbeitete Aerosol-Beschreibung in ICON-LES und Wolkenanpassungen an die Aerosol-Absorption"
  • Co-PI in DWD-EMF INCITES (2016 - 2019) "Verbessertes Nowcasting der konvektiver Auslösung von Gewittern mit METEOSAT SEVIRI"

 

Lehre

  • Wolken-Mikrophysik im Rahmen von der Vorlesung "T2 - Atmospheric Models: Parameterizations and Scales" von Prof. Dr. I. Tegen
  • "ComputerLab" als Anwendnungsseminar zur Vorlesung "T2 - Atmospheric Models: Parameterizations and Scales" von Prof. Dr. I. Tegen, siehe https://tropos.gitlab-pages.dkrz.de/uni-master-module-t2/
  • Master- und Bachelorarbeiten zu den Themen Wolkenmikrophysik, Wolkenstrahlungseffekte, Wolken-Aerosol-Wechselwirkungen und tropische Konvektion können gerne mit mir abgesprochen werden

 

Betreute Arbeiten

  • Felix Dietzsch (2012), Validierung satellitenbasierter Früherkennung konvektiver Gewitter mittels Rückwärtstrajektorien, Masterarbeit
  • Martin Rempel (2013), Gewittervorhersage auf dem Prüfstand - Möglichkeiten der objekt-basierten COSMO-DE Validierung mittels Satellitenprodukt RDT, Bachelorarbeit
  • Annceline Lemme (2015), Über den Einfluss von Saharastaub auf die hochreichende Konvektion im Gebiet des tropischen Atlantiks, Bachelorarbeit
  • Martin Rempel (2015), Objekt-basierte Bewertung der Güte von COSMO-DE Konvektionsvorhersagen mittels Meteosat, Masterarbeit
  • Dana Bergmann (2017), Über den Einfluss von Konvektion auf die bodennahe Größenverteilung von Aerosolpartikeln in Deutschland, Masterarbeit
  • Annceline Lemme (2018), Der Vergleich von beobachteten und simulierten Wolkeneigenschaften tropischer Konvektion über dem Atlantik unter Einfluss von Saharaluft, Masterarbeit
  • Swetlana Paul (2021), Einfluss absorbierender Aerosole auf die Bewölkung über Deutschland - Sensitivitätsstudie mit ICON, Bachelorarbeit
  • Jason Müller (2022), Global Adjustments and Circulation Responses to Smoke Aerosol Forcing from Australian Wildfires, Masterarbeit
  • Hanna Weigert (2023), Non-Parametric Supervised Machine Learning for Classification and Analysis of Simulated Cloud Distributions, Masterarbeit
  • Hannah Käpplinger (2023), Simulation of rapid adjustments to aerosol-radiation interactions over land with ICON, Masterarbeit
  • Anja Stallmach (2023), Analysis of the meteorological situation during the pyroCb outbreaks of the Australian New Year Wildfire 2019/20, Bachelorarbeit
  • Christian Horn (2023), Untersuchung der räumlichen Struktur von simulierten konvektiven Ereignissen über Deutschland, Bachelorarbeit

 

Gremien/Mitgliedschaften

 

Lebenslauf

 

Publikationen

2024

  • Freeman, S. W., Brunner, K., Jones, W. K., Kukulies, J., Senf, F., Stier, P., & van den Heever, S. C. (2024). Advancing Our Understanding of Cloud Processes and Their Role in the Earth System through Cloud Object Tracking. Bull. Amer. Meteorol. Soc., 105(1), E297 – E299. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-23-0204.1

  • Lee, J., Seifert, P., Hashino, T., Maahn, M., Senf, F. & Knoth, O. (2024). Simulations of the impact of cloud condensation nuclei and ice-nucleating particles perturbations on the microphysics and radar reflectivity factor of stratiform mixed-phase clouds. Atmos. Chem. Phys., 24(10), 5737–5756. https://doi.org/10.5194/acp-24-5737-2024

  • Quaas et al.  incl. F. Senf (2024). Adjustments to Climate Perturbations—Mechanisms, Implications, Observational Constraints. AGU Advances, 5(5), e2023AV001144. https://doi.org/https://doi.org/10.1029/2023AV001144

  • Sokolowsky, G. A., Freeman, S. W., Jones, W. K., Kukulies, J., Senf, F., Marinescu, P. J., et al. (2024). tobac v1.5: introducing fast 3D tracking, splits and mergers, and other enhancements for identifying and analysing meteorological phenomena. Geoscientific Model Development, 17(13), 5309–5330. https://doi.org/10.5194/gmd-17-5309-2024

2023

  • Senf, F., B. Heinold, A. Kubin, J. Müller, R. Schrödner, and I. Tegen, (2023). How the extreme 2019–2020 Australian wildfires affected global circulation and adjustments, Atmos. Chem. Phys., 23, 8939–8958, https://doi.org/10.5194/acp-23-8939-2023

  • Ohneiser, K., Ansmann, A., Witthuhn, J., Deneke, H., Chudnovsky, A., Walter, G., & Senf, F. (2023). Self-lofting of wildfire smoke in the troposphere and stratosphere: simulations and space lidar observations. Atmos. Chem. Phys., 23(4), 2901–2925. https://doi.org/10.5194/acp-23-2901-2023

2022

  • Heinold, B., Baars, H., Barja, B., Christensen, M., Kubin, A., Ohneiser, K., Schepanski, K., Schutgens, N., Senf, F., Schrödner, R., Villanueva, D., & Tegen, I. (2022). Important role of stratospheric injection height for the distribution and radiative forcing of smoke aerosol from the 2019–2020 Australian wildfires. Atmos. Chem. Phys., 22(15), 9969–9985. https://doi.org/10.5194/acp-22-9969-2022

2021

  • Senf, F., Quaas, J. & Tegen, I.(2021) Absorbing aerosol decreases cloud cover in cloud-resolving simulations over Germany. Q J R Meteorol Soc, 1– 18. Available from: https://doi.org/10.1002/qj.4169

  • Deneke, H. et al. incl. F. Senf (2021), Increasing the Spatial Resolution of Cloud Property Retrievals from Meteosat SEVIRI by Use of its High-Resolution Visible Channel: Implementation and Examples, Atmos. Meas. Tech., 14, 5107–5126, https://doi.org/10.5194/amt-14-5107-2021

  • Villanueva, D., Senf, F., and Tegen, I. (2021). Hemispheric and seasonal contrast in cloud thermodynamic phase from A‐Train spaceborne instruments.  J. Geophys. Res. Atmos., 126, e2020JD034322. https://doi.org/10.1029/2020JD034322

2020

  • Sakradzija, M., F. Senf, L. Scheck, M. Ahlgrimm, and D. Klocke (2020), Local Impact of Stochastic Shallow Convection on Clouds and Precipitation in the Tropical Atlantic,” Mon. Weather Rev., 148, 5041-5062. doi: 10.1175/MWR-D-20-0107.1.
  • Senf, F., A. Voigt, N. Clerbaux, A. Hünerbein, and H. Deneke (2020), Increasing Resolution and Resolving Convection Improve the Simulation of Cloud-Radiative Effects Over the North Atlantic, J. Geophys. Res. Atmos., 125(19), e2020JD032667, doi:10.1029/2020JD032667.
  • van Pinxteren, M. et al.  incl. F. Senf (2020), Marine organic matter in the remote environment of the Cape Verde islands – an introduction and overview to the MarParCloud campaign, Atmos. Chem. Phys., 20(11), 6921–6951, doi:10.5194/acp-20-6921-2020.
  • Costa-Surós, M. et al. incl. F. Senf (2020), Detection and attribution of aerosol-cloud interactions in large-domain large-eddy simulations with ICON, Atmos. Chem. Phys., 20(9), 5657–5678.
  • Stevens, Bjorn et al. incl. F. Senf (2020), Large-eddy and Storm Resolving Models for Climate Prediction The Added Value for Clouds and Precipitation, J. Meteor. Soc. Japan, doi:10.2151/jmsj.2020-021.

2019

  • Heikenfeld, M., P. J. Marinescu, M. Christensen, D. Watson-Parris, F. Senf, S. C. van den Heever, and P. Stier (2019), tobac 1.2: towards a flexible framework for tracking and analysis of clouds in diverse datasets, Geosci. Model Dev., 12(11), 4551–4570.
  • Senf, F., M. Brueck, and D. Klocke, (2019), Pair Correlations and Spatial Statistics of Deep Convection over the Tropical Atlantic. J. Atmos. Sci., 76, 3211–3228.
  • Pscheidt, I., F. Senf, R. Heinze, S. Trömel, H. Deneke, and C. Hohenegger (2019), How Organized is Deep Convection over Germany?, Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 145, 2366–2384

2018

  • Weger, M.; Heinold, B.; Tegen, I.; Engler, C.; Seifert, P.; Baars, H.; Senf, F.; Hoose, C.; Ullrich, R.; Seifert, A.; Blahak, U.; Krämer, M.; Schumann, U.; Voigt, C. & Borrmann, S. (2018) The impact of mineral dust on cloud formation during the Saharan dust event in April 2014 over Europe, Atmos. Chem. Phys., 18, 17545–17572.
  • Heintzenberg, J., F. Senf, W. Birmili, and A. Wiedensohler (2018), Aerosol connections between three distant continental stations, Atmos. Environ., 190, 349–358.
  • Senf, F., D. Klocke, and M. Brueck (2018), Size-Resolved Evaluation of Simulated Deep Tropical Convection, Mon. Wea. Rev., 146(7), 2161–2182.

2017

  • Ansmann, A., Rittmeister, F., Engelmann, R., Basart, S., Jorba, O., Spyrou, C., Remy, S., Skupin, A., Baars, H., Seifert, P., Senf, F., and Kanitz, T. (2017) Profiling of Saharan dust from the Caribbean to western Africa – Part 2: Shipborne lidar measurements versus forecasts, Atmos. Chem. Phys., 17, 14987-15006.
  • Rempel, M., F. Senf, and H. Deneke (2017), Object-based metrics for forecast verification of convective development with geostationary satellite data, Mon. Wea. Rev.,  145(8), 3161–3178. [pdf]
  • Bley, S., H. Deneke, F. Senf, and L. Schenk (2017), Metrics for the evaluation of warm convective cloud fields in a large eddy simulation with Meteosat images, Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 143(705), 2050–2060. [pdf]
  • Senf, F. and Deneke, H., (2017): Satellite-based characterization of convective growth and glaciation properties in relation to precipitation formation over Central Europe. J. Appl. Meteor. Climatol., 56, 1827–1845.[pdf]
  • Heinze, R., Dipankar, A., Carbajal Henken, C., Moseley, C., Sourdeval, O., Trömel, S., Xie, X., Adamidis, P., Ament, F., Baars, H., Barthlott, C., Behrendt, A., Blahak, U., Bley, S., Brdar, S., Brueck, M., Crewell, S., Deneke, H., Di Girolamo, P., Evaristo, R., Fischer, J., Frank, C., Friederichs, P., Göcke, T., Gorges, K., Hande, L., Hanke, M., Hansen, A., Hege, H.-C., Hoose, C., Jahns, T., Kalthoff, N., Klocke, D., Kneifel, S., Knippertz, P., Kuhn, A., Laar, T., Macke, A., Maurer, V., Mayer, B., Meyer, C. I., Muppa, S. K., Neggers, R. A. J., Orlandi, E., Pantillon, F., Pospichal, B., Röber, N., Scheck, L., Seifert, A., Seifert, P., Senf, F., Siligam, P., Simmer, C., Steinke, S., Stevens, B., Wapler, K., Weniger, M., Wulfmeyer, V., Zängl, G., Zhang, D. and Quaas, J., (2017): Large-eddy simulations over Germany using ICON: A comprehensive evaluation. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 143, 69–100. [pdf]
  • Achatz, U., Ribstein, B., Senf, F. and Klein, R., (2017): The interaction between synoptic-scale balanced flow and a mesoscale wave field throughout the whole atmosphere: Weak and moderately strong stratification. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 143, 342–361. [pdf]
  • Senf, F. and Deneke, H. (2017): Uncertainties in synthetic Meteosat SEVIRI infrared brightness temperatures in the presence of cirrus clouds and implications for evaluation of cloud microphysics, Atmos.Res., 183, 113-129. [pdf]

2016

  • Bley, S., Deneke, H. and Senf, F. (2016): Meteosat-Based Characterization of the Spatio-Temporal Evolution of Warm Convective Cloud Fields over Central Europe, J. Appl. Meteor. Climatol., 55, 2181-2195. [pdf]

2015

  • Ribstein, B., Achatz, U. and Senf, F., (2015): The interaction between Gravity Waves and Solar Tides: Results from 4D Ray Tracing coupled to a Linear Tidal Model. J. Geophys. Res., 120, 6795–6817.[pdf]
  • Seifert, P., Kunz, C., Baars, H., Ansmann, A., Bühl, J., Senf, F., Engelmann, R., Althausen, D. and Artaxo, P., (2015): Seasonal variability of heterogeneous ice formation in stratiform clouds over the Amazon Basin. Geophys. Res. Lett., 42, 5587–5593.[pdf]
  • Wapler, K., Harnisch, F., Pardowitz, T. and Senf, F., (2015): Characterisation and predictability of a strong and a weak forcing severe convective event - a multi-data approach. Meteor. Z., 24, 393-410. [pdf]
  • Senf, F., Dietzsch, F., Hünerbein A. and Deneke, H., (2015): Characterization of initiation and growth of selected severe convective storms over Central Europe with MSG-SEVIRI. J. Appl. Meteor. Climatol., 54, p. 207-224. [pdf]

2009 - 2012

  • Achatz, U., Senf, F. and Grieger, N., F.-J. Lübken (Ed.) (2012): Solar tides in the middle atmosphere: Interactions with the zonal- mean flow, planetary waves and gravity waves. in Climate And Weather of the Sun-Earth System (CAWSES): Highlights from a priority program, Springer Verlag.[pdf]
  • Senf, F. and Achatz, U., (2011), On the impact of middle-atmosphere thermal tides on the propagation and dissipation of gravity waves. J. Geophys. Res., 116, D24110. [pdf]
  • Achatz, U., Klein, R. and Senf, F., (2010), Gravity waves, scale asymptotics and the pseudo-incompressible equations. J. Fluid Mech., 663, 120-147. [pdf]
  • Senf, F., Altrock, P. M., and Behn, U., (2009), Nonequilibrium phase transitions in finite arrays of globallycoupled Stratonovich models: strong coupling limit, New J. Phys. 11,  063010. [pdf]

 

Preprints

  • Senf, F., J. Quaas, and I. Tegen, (2021) Absorbing aerosol decreases cloud cover in cloud-resolving simulations over Germany. Earth and Space Science Open Archive, https://doi.org/10.1002/essoar.10505373.2

  • Senf, F., A. Voigt, N. Clerbaux, H. M. Deneke, and A. Hünerbein (2020), Increasing resolution and resolving convection improves the simulation of cloud-radiative effects over the North Atlantic, Earth and Space Science Open Archive, 34, https://doi.org/10.1002/essoar.10502408.2

 

Software & Daten

2024

  • tobac Community, Brunner, K., Freeman, S. W., Jones, W. K., Kukulies, J., Senf, F., Bruning, E., Stier, P., van den Heever, S. C., Heikenfeld, M., Marinescu, P. J., Collis, S. M., Lettl, K., Pfeifer, N., Raut, B. A., & Zhang, X. (2024). tobac - Tracking and Object-based Analysis of Clouds (v1.5.3). Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.10863405

2023

  • Fabian Senf. (2023). Jupyter Notebooks for Plotting and Analysis of the "Circulation Responses for WiFi-AUS" study, Revision1 Release (v1.2_revision1). Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.7957666

  • Fabian Senf, Bernd Heinold, Anne Kubin, Jason Müller, Roland Schrödner, & Ina Tegen. (2023). Dataset associated with Senf et al. (2023): "How the extreme 2019-2020 Australian wildfire affected global circulation and adjustments" (v1.0.submission) [Data set]. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.7568466

  • Fabian Senf. (2023). An Illustrative Example for Cloud-Radiation Coupling in ICON-LEM v2.6.5 (v1.0). Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.7780733

  • Fabian Senf, Bernd Heinold, Ina Tegen, & Diego Villanueva. (2023, August 25). Course Material for "ComputerLab - Atmospheric models: Scales and Parameterizations", University Leipzig. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.8282872

  • tobac Community, Brunner, Kelcy, Freeman, Sean W., Jones, William K., Kukulies, Julia, Senf, Fabian, Bruning, Eric, Stier, Philip, van den Heever, Sue C., Heikenfeld, Max, Marinescu, Peter J., Collis, Scott M., Lettl, Kolya, Pfeifer, Nils, Raut, Bhupendra A., Zhang, Xin, & Sokolowsky, G. Alex. (2023). tobac - Tracking and Object-based Analysis of Clouds (v1.5.0). Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.8164675

  • tobac Community, Brunner, K., Freeman, S. W., Jones, W. K., Kukulies, J., Senf, F., Bruning, E., Stier, P., van den Heever, S. C., Heikenfeld, M., Marinescu, P. J., Collis, S. M., Lettl, K., Pfeifer, N., Raut, B. A., & Zhang, X. (2023). tobac - Tracking and Object-based Analysis of Clouds (v1.5.1). Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.8375128

  • tobac Community, Brunner, K., Freeman, S. W., Jones, W. K., Kukulies, J., Senf, F., Bruning, E., Stier, P., van den Heever, S. C., Heikenfeld, M., Marinescu, P. J., Collis, S. M., Lettl, K., Pfeifer, N., Raut, B. A., & Zhang, X. (2023). tobac - Tracking and Object-based Analysis of Clouds (v1.5.2). Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.10310016

2022

  • Max Heikenfeld, Sean Freeman, William Jones, Julia Kukulies, Fabian Senf, Nils Pfeifer, & galexsky. (2022). tobac-project/tobac: tobac 1.3.3 (v1.3.3). Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.7062841

2021

2020