Methodenmodul MT1 im WS 2008/2009 Prof. Heiko Paeth Methodenmodul MT1 im WS 2008/2009 Klimamodellierung

Wissenschaftliche Arbeitsschritte 5. Präsentation (Medien, Poster, Vortrag, …) 4. Daten- visualisierung (Graphiken, Karten) 3. Datenanalyse (Qualitäts- kontrolle, Statistik) 2. Daten- akquisition (Messung, Modellierung) 1. Hypothese, Fragestellung, Zielsetzung

Schritt 1: Fragestellung Simulation und Prognose der zeitlichen und räumlichen Entwicklung der bodennahen Temperatur mit dynamischen und statistischen Modellen:

Schritt 2: Datenakquisition zum Verständnis und zur Prognose der Temperaturdynamik Entwicklung eines Energiebilanzmodelles in der Programmiersprache FORTRAN: Zufallsschwankungen Strahlungshaushalt Strahlungs- gleichgewichts temperatur (zeitlich / räumlich) Rückkopplungen

Schritt 3: Datenanalyse die statistische Auswertung der Modelldaten soll mit der Programmiersprache FORTRAN in der Entwicklungsumgebung des Betriebssystems LINUX erfolgen: Karten / Diagramme der jährlichen und saisonalen Mittelwerte Zeitreihen der regionalen und großräumigen Entwicklung Hoch- und Tiefpassfilterung Standardisierung von Zeitreihen Berechnung von Zeitreihentrends Signifikanztests Spektralanalyse Darstellung von Verteilungsfunktionen Bestimmung von Extremereignissen

Schritt 4: Datenvisualisierung konventionelle Programme: Maus-gesteuert, intuitiv, Windows-kompatibel, verbreitet, unflexibel, teuer, Nutzer-orientiert (z.B. Excel) professionelle Programme: Skriptsprachen-basiert, lernaufwendig, Linux-kompatibel, hochflexibel, Freeware, Layout-orientiert (z.B. GMT)

Schritt 5: Präsentation Vortrag, Posterpräsentation, Zeitschrift, Internet:

Leistungsnachweis Gruppenarbeit: Programmieraufgabe mit FORTRAN selbständig umsetzen und in einer mündlichen Gruppenprüfung in der letzten Sitzung erläutern: statistisches Modell zum globalen Temperaturanstieg statistische Prognose der globalen Temperatur bis 2100 auf Grundlage steigender Treibhausgaskonzentrationen statistische Implementierung von Zufallsschwankungen

Literatur Statistik: Fortran/GMT: Klimamodelle: Bahrenberg, G.; Giese, E. und Nipper, J.: Statistische Methoden in der Geographie, Bd. 1+2. Teubner, Stuttgart, 1990/1992. Schönwiese, C.-D.: Praktische Statistik für Meteorologen und Geowissenschaftler. Bornträger , Stuttgart, 1992. Clauß, G.; Finze, F.-R. und Partzsch, L.: Statistik für Soziologen, Pädagogen, Psychologen und Mediziner. Harri Deutsch, Frankfurt/Main, 2004. von Storch, H. and Zwiers, F.W.: Statistical Analysis in Climate Research. Cambridge University Press, 1999. Lamprecht, G.: Fortran77. Einführung in die Programmiersprache. Vieweg, Braunschweig, 1987. Engeln-Müllges, G. und Niederdrenk, K.: Fortran90. Grundkurs Computerpraxis. Rowohlt, Hamburg, 1996. GMT Homepage: http://gmt.soest.hawaii.edu Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Fourth Assessment Report of the IPCC. Cambridge, 2007. Cubasch, U. und Kasang, D.: Anthropogener Klimawandel. Gotha, Stuttgart, 2000. von Storch, H., Güss, S. und Heimann, M.: Das Klimasystem und seine Modellierung. Berlin, Heidelberg, 1999.