Effiziente Finite Elemente Simulation der Meereisdynamik<\/p>\n
Meereis spielt eine wesentliche Rolle im globalen Klimasystem. Als
Grenzschicht verhindert es den turbulenten W\u00e4rmeaustausch und wirkt
als Isolator zwischen Ozean und Atmosph\u00e4re.
Durch schneebedecktes Meereis wird der gr\u00f6\u00dfte Teil der einfallenden
Sonnenstrahlung reflektiert. Dies f\u00fchrt zur Temperaturminderung im
Ozean und verst\u00e4rkt die Zunahme des Eises (Eis-Albedo-R\u00fcckkopplung).<\/p>\n
Neben Messungen vor Ort sowie Fernerkundung durch Satelliten nehmen
numerische Simulationen der Meereisdynamik eine wichtige Rolle im
Prozess zum besseren Verst\u00e4ndnis ein. Simulationen dienen
einerseits zur Vorhersage, wesentlich aber auch zur Modellbildung und
zur Identifikation der bestimmenden Vorg\u00e4nge.
Numerische Meereismodelle sind fester Bestandteil aller globalen
Klimamodelle. Durch eine genauere Abbildung der Meereisdynamik in
diesen Modellen kann ein tieferes Verst\u00e4ndnis der nat\u00fcrlich und
anthropogen\u00a0 bedingten Ursachen von Klimaschwankungen geschaffen
werden.<\/p>\n
Historisch begann die mathematische Modellierung und Simulation der
Meereisdynamik in der 60er und 70er Jahren des letzten
Jahrhunderts. Mathematische Modelle und numerische Methoden wurden
Hand in Hand entwickelt und in bestehende komplexe Tools zur
Simulation der Klimadynamik eingebettet. Zumeist werden noch heute
Methoden eingesetzt, die ihren Ursprung in dieser Zeit haben. Moderne
Techniken, die im Wissenschaftlichen Rechnen Einzug erhalten
haben (etwa Adaptivit\u00e4t, hohe Ordnung,
Mehrgitterverfahren) finden in der Meereisdynamik bisher kaum
Verwendung.<\/p>\n
Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines modernen Finite
Elemente Schemas zur Meereis-Simulation. Die zentrale Herausforderung bei der Meereis-Simulation besteht in der L\u00f6sung der Gleichungen auf sehr feinen Gittern. Feine Gitter sind notwendig um Modellsimulationen mit Satellitendaten abzugleichen und diese zu validieren oder \u00a0hoch aufgel\u00f6ste Meeressimulationen f\u00fcr Wettervorhersagen zu manchen.
Die in der Literatur existierenden nichtlinearen L\u00f6ser sind auf feinen Gittern mit starker Struktur nicht robust. Die Entwicklung robuster nichtlinear L\u00f6ser ist ein zentrales Thema in der Forschung zur Meereis-Simulation. Durch den Einsatz moderner numerischer Methoden \u00a0soll ein Beitrag zur robusteren Meereis-Simulation geleistet werden.\u00a0<\/p>\n
Verl\u00e4ssliche Klimainformationen sind ein Mehrwert f\u00fcr das
Risikomanagment, die Entscheidungstr\u00e4ger und die Gesellschaft. Durch
genauere Darstellung der Meereisdynamik wird ein Beitrag geleistet, um
das Umweltbewusstsein der Menschen zu f\u00f6rdern und das Naturerbe
Arktischer Lebensraum zu bewahren.<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
Das Promotionsvorhaben wird in engem Austausch mit dem
Alfred-Wegener-Institut f\u00fcr Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven
durchgef\u00fchrt.
\u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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