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Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag1 Wetter, Klima und Fußball Andreas Hense Meteorologisches Institut Universität Bonn.

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1 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag1 Wetter, Klima und Fußball Andreas Hense Meteorologisches Institut Universität Bonn

2 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag2 Einleitung Ziele des Vortrags Daten der Atmosphäre und der Bundesliga Die Analogien zwischen Atmosphäre und Bundesliga –Wetter und Spieltage –Großwetterlage und die Saison –Klima und die Ewige Tabelle

3 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag3 Einleitung Der Zufall und die Statistik –Wettervorhersage und Fußball-Toto –Langfristvorhersage und die internationalen Wettbewerbe –Klimavorhersage und die Ewige Tabelle Wege der Wetter- und Klimavorhersagen durch moderne mathematisch-physikalische Methoden

4 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag4 Die Ziele des Vortrags Darstellung der (überraschenden) Ähnlichkeiten zwischen Fußball und dem atmosphärischen Geschehen Bedeutung des Zufalls und die Notwendigkeit von Statistik Die heutige Sichtweise der Wetter- und Klimaforschung als ein Gebiet der Angewandten Physik Animation zum Studium und zur Weiterbildung

5 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag5 Die Daten Tägliche Summen des Niederschlags Versuchsgut Klein-Altendorf/Meckenheim seit 1958 Tagesmittel der Temperatur Versuchsgut Klein- Altendorf seit 1958 alle Bundesliga-Spiele des FC Schalke 04 von 1963/64 bis 1998/99 (ohne 2. Liga) alle Bundesliga-Spiele des FC Bayern München von 1965/66 bis 1998/99 –Dr. Th. Hofmeister (Uni Dortmund) /

6 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag6 Tordifferenz FC Schalke / /99

7 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag7 Tordifferenz FC Bayern München 1965/ /99

8 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag8

9 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag9

10 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag10 Die Analogien Luftwirbel einer bestimmten Größe sind vorhersagbar über eine bestimmte Zeit (Lebensdauer) –Zigarettenwirbel über Sekunden –Wolken über Minuten –große Gewitter über Stunden –Wetterwirbel (Hoch/Tiefs) über Tage

11 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag11 Die Analogien-atmosphärische Skalen

12 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag12 Die Analogien Fußballbewegungen sind nur über bestimmte Zeiten vorhersagbar –individuelle Spielzüge über 1-5 Stationen –Ausgang einzelner Spiele zum nächsten Spieltag –Ausgang der Liga etwa 1-5 Tage

13 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag13 Schluß aus den Analogien Ein Fußballspiel entsteht aus der Summe vieler Spielzüge – Entstehung eines Zufallselements Jahreszeitenmittel entsteht aus der Summe von verschiedenen Hoch- und Tiefdruckgebieten – Entstehung eines Zufallselements (Ein Hoch/Tiefdruckgebiet setzt sich aus verschiedenen Wolkenwirbeln zusammen –Entstehung eines Zufallselementes)

14 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag14 Schluß aus den Analogien Vorhersagen (von Fußballspielen und Jahreszeiten) sind Vorhersagen über Statistiken in der Meteorologie: Vorhersagen 2. Art Ableiten des typischen Verhaltens aus bekannten Randwerten –Ozeanische Wassertemperaturen bestimmen die Jahreszeiten –Spielstärke einer Mannschaft läßt auf den Ausgang der Saison schließen (z.B. Meisterschaftsaspirant, potentieller Absteiger)

15 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag15 Tropische 6 Monatsvorhersagen Apr-Jun 02 Jul-Sep 02 Oct-Dec 02

16 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag16 Kicker September 2001

17 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag17 Ergebnis des Zufallselementes Wetterschwankungen –Spielausgang einer Mannschaft (Tordifferenz) sehr variabel –Niederschlagsmenge/Temperaturabweichung von Tag-zu-Tag sehr variabel

18 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag18 Die Skalenkopplung Die Summe des täglichen Wetters macht die Jahreszeiten mehrere Jahreszeiten (1-10) charakterisieren das kurzfristige Klima (interannuelle Schwankungen) viele Jahreszeiten (10-40) charakterisieren das langfristige Klima (interdekadische Schwankungen)

19 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag19 Die Skalenkopplung Die Summe der zufallsbedingten Spielstände bestimmt die aktuelle Position in der Tabelle Die Summe über viele Spielzeiten bestimmt die Position in der Ewigen Bundesligatabelle

20 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag20 Tordifferenz FC Bayern München 1965/ /99 Gleitende Summe über die letzten 34 Spiele

21 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag21 Tordifferenz FC Schalke / /99 Gleitende Summe über die letzten 34 Spiele

22 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag22 Gleitende 30 Tage Mittel

23 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag23 Extreme Ereignisse Extreme Wetterereignisse (z.B. Sturmtiefs) –sind als Einzelereignisse kein Hinweis auf Veränderungen in längeren Zeitskalen (Klimaänderungen) entsprechen z.B. 8:1 Niederlagen / Gewinne –sind als Einzelergebnis kein Hinweis auf Abstieg oder Meisterschaft

24 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag24 Extreme Ereignisse Langfristige Klimaänderungen –Position in der Ewigen Bundesligatabelle als Summe aller Punkte über viele Spielzeiten –ändert sich wenig durch Einzelspiele –mittlere Niederschlagssumme über mehr als 10 Jahre –ändert sich wenig durch Einzelereignisse

25 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag25 Zufall und Statistik Fußballergebisse sind stark vom Zufall beeinflußt –Grundlage Fußballtoto/Odd-Set –nur in der Statistik (Summe aller Spielzüge eines Spiels, Tabelle) wird die Stärke einer Mannschaft sichtbar – auch eine spielstarke Mannschaft fängt sich während eines Spiels ein Tor ein oder verliert ein ganzes Spiel –kein Hinweis auf Klimaänderungen

26 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag26 Zufalls und Statistik Die gleichen Argumente gelten für Luftwirbel, Wetter und Klima Fußballvorhersagen sind nur mit Statistik möglich Klima- und Wettervorhersagen sind ebenfalls nur mit Statistik möglich

27 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag27 Zufall und Statistik Fußballvorhersage für den nächsten Spieltag entspricht der Wettervorhersage für die nächsten Tage Vorhersage über den Ausgang einer Saison entspricht einer Jahreszeitenvorhersage Vorhersage der Position in der Ewigen Tabelle in ca. 5 Jahren entspricht einer Klimavorhersage über 20 (?) Jahre

28 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag28 Zufalls und Statistik Wie gut ist eine (einfache) Vorhersage? T(morgen)=T(heute)

29 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag29 Zufalls und Statistik Wie gut ist eine (einfache) Vorhersage? S04(n.Spieltag) = S04(l.Spieltag)

30 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag30 Zufalls und Statistik Wie gut ist eine (einfache) Vorhersage? Bayern(n.Spieltag) = Bayern(l.Spieltag)

31 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag31 Zufall und Statistik Es ist nicht möglich und sinnvoll, aus den Ergebnissen einer Mannschaft allein eine Vorhersage für den Tabellenstand in einer Woche, einer Saison oder der Ewigen Tabelle zu machen. Es ist notwendig, die anderen (benachbarten) Mannschaften zu berücksichtigen notwendige Randbedingungen: Summe der Gegentore = Summe der geschossenen Tore

32 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag32 Zufall, Statistik und Dynamik Es ist nicht möglich, aus den Beobachtungen an einem Ort allein, Vorhersagen für den nächsten Tag, die kommende Jahreszeit oder eine Klimaänderung zu machen Man muß einen größeren Ausschnitt (die gesamte Atmosphäre) betrachten Es gelten Erhaltungssätze (Masse, Energie)

33 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag33 Zufall, Statistik und Dynamik Bei der Betrachtung der 1. Bundesliga über mehr als eine Spielzeit müssen die unteren Ligen mit berücksichtigt werden –Austausch von Mannschaften Bei der Betrachtung langer Zeitskalen in der Atmosphäre müssen wir weitere Komponenten des Klimasystems mit betrachten (Ozean, Eis) –Austausch von Masse und Energie

34 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag34 Zufall, Statistik und Dynamik

35 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag35 Moderne Wetter- und Klimavorhersagen Mathematisches Modell der Atmosphäre (des Ozeans, der Eissphäre) Meteorologische Modelle für Wolken und Niederschlag, Strahlung, Verdunstung von Land- und Pflanzenoberflächen uvam IT Umsetzung auf Rechner (NEC SX-6 bis PC) Erhebung der meteorologischen (ozeanographischen) Daten

36 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag36 Moderne Wetter- und Klimavorhersage Statistisch-dynamische Bearbeitung der Beobachtungen Effektive Programmierung (MPP - Rechner) Meteorologisch-statistische Interpretation der Ergebnisse

37 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag37 Zusammenfassung Wetter, Klima und Fußball werden stark durch den Zufall bestimmt Wetter, Klima und Fußball werden aber auch durch eine Dynamik bestimmt Vergleiche Klima/Wetter Probleme mit entsprechendem Fußballbeispiel –wenn letzteres sinnlos ist erstes auch sinnlos –Beachte die Wechselwirkung zwischen den Systemen

38 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag38 Ein kleiner Unterschied zwischen Fußball und Wetter/Klima Im Gegensatz zum Geosystem gibt es eine streng deterministische Komponenente im Fußball entdeckt durch eine Düsseldorfer Arbeitsgruppe um Andreas Frege

39 Mai 2002 Andreas Hense, JdG-Vortrag39 Ein kleiner Unterschied zwischen Fußball und Wetter/Klima nur eins weiß ich hundert-prozentig nie im Leben würde ich zu Bayern gehen Bayern-Song der Toten Hosen


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