Projektseminar „Mesoskalige Klimamodellierung“ Andreas Philipp

Formalia · 4 Leistungspunkte · 30h = 120h 15 Wochen → 8 h = ein Arbeitstag · eigenständige Durchführung eines Modellierungsprojekt mit Hilfestellung · Leistungsnachweis: Projektbericht ca. 2200 bis 3000 Worte + Abbildungen: Aufgabenstellung, Durchführung, Ergebnisse, Diskussion & Schlussfolgerungen

Inhalt · Modellierung des Mesoklimas an einem der drei Ausschnitte: Augsburg, Zugspitze und Hohenpeissenberg · Eine von zwei unterschiedliche Start-/Rand- bedingungen: Szenario Hochdruckwetter & Westlage · Eine von drei räumlichen Auflösungen: Hoch: 10m, Mittel: 25m, niedrig: ~50/100m → 18 Varianten → Zuteilung nächste Woche

Mesoskalige Klimamodellierung Was bedeutet das?

Mesoskalige Klimamodellierung Mesoskaliges Klima (Klose 2008)

Mesoskalige Klimamodellierung Mesoskaliges Klima (Bott 2012)

Makro/Synoptische Skala → beeinflusst Meso/Mikroskala

Mesoskalige Klimamodellierung Klimamodellierung Was ist ein numerisches Klima(Simulations)modell?

Mesoskalige Klimamodellierung Klimamodellierung Was ist ein numerisches Klima(Simulations)modell? Ein Regelwerk bestehend aus Gleichungen, in dem bestimmte Randbedingungen als Koeffizienten/Parameter für einen Prozess festgelegt/verändert werden können. Beginnend mit einem Ausgangszustand wird in Zeitschritten der aus den Gleichungen und Werten resultierende Zustand in darauf folgenden hypothetischen Zeitschritten berechnet (= dynamische Simulation).

Numerische Modellierung Wissenschaftstheoretische Einordnung dynamische Simulation Startwerte / Ausgangszustand Gleichungen Zustand im nächsten Zeitschritt ... Ruddiman 2000

Mesoskalige Klimamodellierung Windfeldsimulation Hamburg (Mitras)

Numerische Modellierung Wissenschaftstheoretische Einordnung Modell: vereinfachte Abbildung der Realität! a) empirisch/induktiv: Schluss von Beobachtung auf Gesetzmäßigkeit Bsp.: statistisches Modell der Regressionsanalyse: Beobachtung von y, x1, x2 => Regressiongleichung y = a + x1·b + x2·c b) logisch/deduktiv: Schluss von Gesetzmäßigkeit auf Einzelfall Bsp.: numerische Modellsimulation: Energieerhaltungsgesetz Impulserhaltungsgesetz + Ausgangsbedingungen Massenerhaltungsgesetz => Ausprägung im nächsten Allgemeine Gasgleichung Zeitschritt

Mesoskalige Klimamodellierung Erste Schritte: · Einarbeiten in Linux und METRAS · Eingangsdaten beschaffen und aufbereiten Wiki-Kursseite: http://src.geo.uni-augsburg.de

Handbuchthemen: 1.) 1 & 1.1 Modellgleichungen und Approximationen 2.) 1.2 Parametrisierte Subskalige Prozesse 3.) 1.3 Rand- und Anfangswerte 4.) 1.4 Lösungsverfahren 5.) 1.5 Modellanwendungen und Validierung (Lit.) 6.) 2. & 3. Anwendungen & Installation 7.) 4. Ein- und Ausgabedateien im Überblick 8.) 5.1 & 5.1.1 & 5.1.2 Steuerung 9.) 5.1.3 & 5.1.4 & 5.1.5 Ein-/Ausgabedateien 10.) 5.1.6 Meteorologische Initialisierungsdaten 11.) 5.2 Topographiedaten 12.) 6.1 Laufzeitprotokoll 13.) 6.2 bis 6.5 Modellergebnisse 14.) 7. Vorbereitung und Durchführung