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MS1603: Klimamodelle und Klimasimulationen

Inhalt

Am Beispiel typischer Klimamodelle wird der Prozess von der Modellbildung bis zur konkreten Umsetzung (Simulation) am Rechner untersucht. Die dabei wichtigen Bereiche der Mathematik und der Informatik (wie Entwicklung und Konvergenz von Algorithmen, Umgang mit hochdimensionalen Problemen u.a.) behandelt.
Lernziele: Die Studierenden verstehen die Grundprinzipien der mathematischen Modellbildung, der Diskretisierung, Algorithmenentwicklung und deren Umsetzung auf dem Computern sowie die dabei auftretenden kritischen Fragen der Komplexität und Auswertung der Ergebnisse. Sie können an exemplarischen Modellbeispielen geeignete Techniken anwenden. Sie lernen eigene Software zu entwicklen bzw. vorhandene Software zu verwenden und ggfs. anzupassen.
Lehrinhalte: Klimasystem Klassen von Klimamodellen Energiebilanzmodelle Boxmodelle der Ozeanströmung Eindimensionale Modellierung von Transportprozessen Stationäre und transiente Modelle Existenz- und Eindeutigkeitsaussagen Berechnung stationärer Zustände Diskretisierungsverfahren und ihre effiziente Umsetzung Angepasste Speicher- und Lösungstechniken

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