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Anti - Sa 06.09.08 23:40
Titel: Klimasimulationen

Hi,
ich hoffe der Thread ist hier richtig.
Ich habe vor mit Freunden, für ein Projekt eine Klimasimulation zu schreiben.
Da sowas sehr schwierig ist und für uns wahrscheinlich ohne genaue Kenntnisse unmöglich, wollt ich wissen ob jemand so ein Beispiel dazu hat. Ich habe von "Global 2000" vom "Club of Rome" gehört, das sollen so mehrere Simulationen über die Entwiklung der Welt sein und es soll auch eine Klimasimulation dabei sein. Leider habe ich im Internet kein Programmier-Beispiel davon gefunden. Vielleich weiß einer von euch was darüber.
MFG Anti

Dunkel - Sa 06.09.08 23:47

Hallo und willkommen im Forum! :welcome:

Öhm, mit Verlaub, Du weißt, dass das Thema "Klimasimulation" (überhaupt Simulationen von realen Ereignissen) ungemein komplex ist, dass dafür in den großen Forschungseinrichtungen riesengroße Rechnercluster zur Verfügung stehen (und diese kriegen es nichtmal "gebacken" das Wetter für morgen vorauszusagen)?
Wie möchtest Du, auf einem einzigen Home-Rechner, sowas "mal eben" machen?

Oder habe ich Deine Frage falsch verstanden und Du möchtest was wesentlich einfacheres machen?

Calculon - So 07.09.08 04:48

Um es nicht zu komplex zu machen würd' ich mich der Fuzzy-Logic [http://de.wikipedia.org/wiki/Fuzzy_Logik] bedienen. Das Tolle an diesen unscharfen Mengen ist, dass du Erfahrungswerte einfließen lassen und an den einzelnen Parametern drehen kannst. Also nach dem Motto:

Quelltext

1:
2:

Wenn Golfstromtemperatur zunimmt dann k.A.
Wenn Polarkappen schmelzen dann auch k.A.

Aber das sollte schon für eine kleine Simulation reichen. Ob deine Voraussagen dann stimmen wag' ich zwar zu bezweifeln, aber ganz grob kann man somit Klimaentwicklungen schon beschreiben. Zur Not fummelst du so lange an den Parametern bis es passt. So läuft Forschung ja sowieso hab' ich manchmal das Gefühl :wink:

[Randinfo]
Fuzzy-Logic wird bei uns im Institut auch benutzt, um Knochenheilung zu simulieren. Man weiß', dass hohe Dehnungen im Frakturspalt die Heilung verzögern. Kleine dagegen begünstigen die Heilung. Es gibt noch viele weitere Parameter, die die Heilung beeinflussen. Alle Erfahrungswerte werden quantitativ zu Fuzzy-Logic-Gesetzen zusammengefasst und unser NumberCruncher™ erledigt den Rest ;-)
[/Randinfo]

Gruß
--

Anti - So 07.09.08 09:47

@alias5000: Club of Rome ist vielleicht nicht genau das was ich suche aber die haben eine Studie "Grenzen des Wachstums" inder sie einige Umweltsimulationen, Wirtschaftssimulationen usw. haben.

@Dunkel: Nja diese Simulation soll keine Wettersimulation mit millionen parametern sein sondern ganz einfach mit einer KLimastatistik. Also Man gibt die Klimadaten (Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw.) ein und er berechnet wie das dann in mehreren jahren aussieht.

Es muss auch nicht so genau sein, es sollen nur grundlagen drin sein. Also was wahrscheinlich zu schwierig sein wird wäre wieviel regenwald wird in den nächsten jahren abgeholzt und wie wirkt sich dass auf das Klima aus usw. ;)

@Calculon: Danke, werd mir dass Programm mal ansehn :)

Danke für die Antworten ;)
Anti

lothi - So 07.09.08 11:33

Hallo

Zitat:

Klimadaten (Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw.) ein und er berechnet wie das dann in mehreren jahren aussieht.

Ich glaube fast, du stellst dir das zu einfach vor. Aus Temperatur und Luftfeuchtigkeit ein Klimaszenario zu berechnen da beissen sich ein paar tausend Wissenschaftler die Zähne aus. Je nach Lager der Wissenschaftler gibs ein anderes Klima.

Sammle doch die ganzen Wetterdaten von der Welt und zeichne eine Aktuelle Wetterkarte, so das man auf einem Blick sehen kann wie das Wetter momentan in Cile ist.

Gruss Lothi; bei uns schlechtes Wetter 16°C und 72LF Nebel.

Hidden - So 07.09.08 12:54

Hi,

Zur Klimasimmulation wird die Erdatmosphäre in viele kleine(große^^) Würfel aufgeteilt. Von der Anzahl dieser Würfel hängt es ab, wie genau das Programm wird.

Da ihr sicherlich auch am Ende einen Erfolg haben wollt, der mit der Realität in irgendeiner Weise etwas zu tun hat, würde ich euch davon abraten.

PS: Die Idee hatte ich auch 'mal :)

mfG,

Dunkel - So 07.09.08 13:14

Anti hat folgendes geschrieben:

@Dunkel: Nja diese Simulation soll keine Wettersimulation mit millionen parametern sein sondern ganz einfach mit einer KLimastatistik. Also Man gibt die Klimadaten (Temperatur, Luftfeuchtigkeit usw.) ein und er berechnet wie das dann in mehreren jahren aussieht.

Es muss auch nicht so genau sein, es sollen nur grundlagen drin sein. Also was wahrscheinlich zu schwierig sein wird wäre wieviel regenwald wird in den nächsten jahren abgeholzt und wie wirkt sich dass auf das Klima aus usw. ;)

Schon mal was von dem Butterfly Effect [http://de.wikipedia.org/wiki/Schmetterlingseffekt] gehört? Danach sind nicht nur so große Ereignisse wie das Abholzen von zig-tausend Quadratmetern Regenwald für das Klima entscheidend, selbst ein einziger Flügelschlag eines Schmetterlings kann am anderen Ende der Welt ein Orkan auslösen.

Wenn Du wirklich eine Simulation erstellen möchtest, dann empfehle ich Dir was einfacheres. Die Bewegung von Billardkugeln ist ganz nett (und auch nicht zu verachten; zumindest ist so ein Projekt für eine Einzelperson oder eine kleine Gruppe in endlicher Zeit zu schaffen).

elundril - So 07.09.08 14:50

alias5000 hat folgendes geschrieben:

Dunkel hat folgendes geschrieben:

Schon mal was von dem Butterfly Effect [http://de.wikipedia.org/wiki/Schmetterlingseffekt] gehört?

...bzw. Chaos-Theorie ;)

Gruß
alias5000

ist in der Theorie ganz gut aber in der Praxis kann ich mir irgendwie nicht vorstellen das nur weil ich hier furze im pazifik ein wirbelsturm entsteht.

Dunkel - So 07.09.08 14:56

elundril hat folgendes geschrieben:

alias5000 hat folgendes geschrieben:

Dunkel hat folgendes geschrieben:

Schon mal was von dem Butterfly Effect [http://de.wikipedia.org/wiki/Schmetterlingseffekt] gehört?

...bzw. Chaos-Theorie ;)

Gruß
alias5000

ist in der Theorie ganz gut aber in der Praxis kann ich mir irgendwie nicht vorstellen das nur weil ich hier furze im pazifik ein wirbelsturm entsteht.

Eben deswegen ist es ja auch so schwer sowas wie das weltliche Klima zu simulieren; es gibt zu viele unterschiedliche Parameter welche das ganze System am Ende komplett kippen können.
Gleiches bei der Chaos-Theorie: der Mensch ist einfach (noch?) nicht in der Lage die große Ordnung im offensichtlichem Chaos zu begreifen.

Timosch - So 07.09.08 14:56

elundril hat folgendes geschrieben:

alias5000 hat folgendes geschrieben:

Dunkel hat folgendes geschrieben:

Schon mal was von dem Butterfly Effect [http://de.wikipedia.org/wiki/Schmetterlingseffekt] gehört?

...bzw. Chaos-Theorie ;)

Gruß
alias5000

ist in der Theorie ganz gut aber in der Praxis kann ich mir irgendwie nicht vorstellen das nur weil ich hier furze im pazifik ein wirbelsturm entsteht.

Wenn du Chuck Norris heißt... :mrgreen:

Naja, jetzt mal im Ernst: Diese Berechnungen sind deshalb so unheimlich komplex, weil eine gigantische Menge an Faktoren einbezogen werden muss. Man kann nicht einfach nur ein paar davon nehmen und dann bloß mit etwas weniger Genauigkeit rechnen, sondern das Ergebnis der Simulation verändert sich massiv (-> Chaostheorie).
Wer man den Bericht von IPCC gelesen hat, merkt, dass es da unzählige verschiedene Modelle gibt, die alle mit geringfügig anderen Parametern rechnen. Und aus solchen Gründen verwendet man dafür auch recht leistungsstarke Rechner (http://www.top500.org, die meisten davon zwar zur Atomwaffensimulation und co., aber recht viele auch zur Klimaberechnung. Schau dir mal die Hardware von den Dingern an...).

Hidden - So 07.09.08 16:25

Hi,

Wettersimulationen sind ein zentrales Beispiel für die Caostheorie. Ursprünglich hatte jemand mal ein paar Nachkommastellen gekürzt und eine Simulation widerholt; bekam aber völlig andere Ergebnisse.

Dass es Systeme gibt, die auf eine kleine Änderung der Anfangsbedingungen unverhältnismäßig stark reagiert, entdeckte die Physik erst überraschend spät.

Die physikalische Berechenbarkeit von Vorgängen fußt grundlagend darauf, dass ähnliche Anfangswerte ähnliche Resultate zur Folge haben. Ansonsten ist aufgrund der Ungenauigkeit des Messprozesses keine Vorhersage möglich.

Nun fällt allerdings schon aus der genaueren Betrachtung eines Körpers, der auf einer Tischkante liegt, auf, dass es Systeme gibt, die sich schlicht gegenüber kleiner Änderungen der Anfangsbedingungen nicht stetig verhalten.

mfG,

Martok - So 07.09.08 17:42

Kleine Idee meinerseits: wenn ihr das unbedingt machen wollt, spielt Gott ;)

Erschafft euch einfach eine kleinere Erde (weniger Atmospären-Würfel -> weniger Rechenleistung), bei der alle wichtigen Parameter bekannt sind. Land/Ozean-Verteilung, Sonneneinstrahlung, Ausgangswerte. Daraus ergeben sich automatisch Winde, die dann irgendwas bewirken. z.B die Verbringung von Wasserdampf, der dann in kältere Höhen kommt, gefriert, Kondensationskerne bildet, regen fällt... usw ;)
Im Prinzip simuliert ihr hier kein Klima, sondern die Entstehung des Klimas. IMHO interessanter, aber auch einfacher.

Könnte in Jahresfrist machbar sein, wenn ich das mal so grob schätze.

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