Datenassimilation - Wie man Klima macht

Das Projekt an dem ich gerade arbeite nennt sich ANACLIM. Dabei beschäftige ich mich für den Deutschen Wetterdienst mit der Assimilation von Wetterdaten zu klimaanalytischen Zwecken.

Sicher fragt Ihr euch, genauso wie ich anfangs: "Was zum Teufel ist Datenassimilation!? Hat das was mit den Borg zu tun?" Nunja, Assimilation bleibt was es ist. Die Angleichung eines Zustandes am einen anderen. Hierbei geht man hin und passt Messdatensätze an Vorhersagemodelle an, indem man die beiden Datensätze ineinander rechnet. Dies kann ganz einfach erfolgen indem man einfach den Mittelwert nimmt.

Warum aber einfach wenn es auch schwer geht?! Das dachten sich wohl auch schon die guten Griechen, als sie uns die Mathematik bescherten. Daher versucht man gerade in der Forschung soviel Wissen zu erhalten wie möglich um damit die Natur so gut es geht ab zu bilden. Daher müssen viele Rand- und Zwangsbedingungen wie zum Beispiel Energieerhaltung und Fehler berücksichtigt werden. Auch, wie stark ein Bild in die Berechnung einfließt, indem man ihm gegenüber dem anderen mehr oder weniger Gewicht verleiht.

Hierzu verwende ich einen linearen Gleichungslöser, welchen Herr Prof. Dr. Schömer ausformuliert hat und ich eingebunden und weiter entwickelt habe. Die zu Grunde liegende Methode ist hier das konjugierte Gradienten Verfahren. Mit diesem lassen sich sehr effektiv große, positiv definite, symmetrische lineare Gleichungssysteme der Form Ax=b numerisch lösen. Wenn ich nun noch tiefer gehe, wird es sehr schnell viel zu kompliziert und das gehört hier auch einfach nicht hin :)

Ich hoffe euch gefallen die Bilder, die als Ergebnis bisher herausgekommen sind. Was es ist usw. kann ich euch leider nicht sagen, außer, dass es zeitliche Mittelwerte sind 😉

Gruß

André Groß

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