Ansprechpartner:

Richard Blender, Prof. Klaus Fraedrich, Edilbert Kirk, Frank Lunkeit, Frank Sielmann

In der Arbeitsgruppe Theoretische Meteorologie wird eine Vielzahl von Forschungsprojekten durchgeführt.

Beispiele sind:

• Modellierung von Atmosphäre und Ozean mit Modellen unterschiedlicher Komplexität.
• Vorhersage von Temperatur und Niederschlag in Europa sowie tropischen Hurrikanen.
• Variabilität des Klimas auf kurzen und langen Zeitskalen.
• Zyklonenzugbahnen und der Zusammenhang mit dem Klima.
• Ursachen und Mechanismen von Instabilitäten.

Die Ergebnisse sind sowohl für die Grundlagenforschung als auch für Anwendungen relevant.

Literatur ist auf unserer Web-Seite zu finden.

Die Themen sind nach Interessen und Fähigkeiten aufgeführt

• Für Modellierer
• Für Praktiker
• Für Klimatologen
• Für Theoretiker
• Für Ozeanographen
• Für Physiker

Themen:

• Stochastische Parametrisierung in PUMA
• Einfache Biosphäre und Vegetationsdynamik im Planet Simulator
• Stratosphäre-Tropospäre-Wechselwirkung

Arbeitsschwerpunkte:

Anwendung und Arbeiten mit den Modellen PUMA, SAM und Planet Simulator, Design von Experimenten, Vegetationsdynamik (mit Martin Claussen)

Voraussetzungen:

Programmierkenntnisse (Fortran), LINUX, Grafiken mit GrADS

Literatur:

Fraedrich, K., E. Kirk, U. Luksch und F. Lunkeit, 2003: Ein Zirkulationsmodell für Forschung und Lehre. Promet, 29, 34-48.

Fraedrich, K., A..A. Aigner, E. Kirk, and F. Lunkeit, 2004: General Circulation Models of the Atmosphere. In Encyclopedia of Nonlinear Science, New York.

Fraedrich, K., H. Jansen, E. Kirk, U. Luksch, and F. Lunkeit, 2005a: The Planet Simulator: Towards a user friendly model. Meteorol. Zeitschrift, 14, 299-304.

Fraedrich, K., H. Jansen, E. Kirk, and F. Lunkeit, 2005b: The Planet Simulator: Green planet and desert world. Meteorol. Zeitschrift, 14, 305-314.

Fraedrich, K., E. Kirk, U. Luksch, and F. Lunkeit, 2005: The Portable University Model of the Atmosphere (PUMA): Storm track dynamics and low frequency variability. Meteorol. Zeitschrift, 14, 735-745.

Kleidon, A. and K. Fraedrich, 2005: Biotic entropy production and global atmosphere-biosphere interactions. In: Non-Equilibrium Thermodynamics and the Production of Entropy. Life, Earth, and Beyond. Series: Understanding Complex Systems. (eds. A. Kleidon, R. D. Lorenz). Springer-Verlag, 173-189. ISBN: 3-540-22495-5.

Infos:

Viele Informationen zu PUMA und zum Planet Simulator gibt es auf unserer Web-Seite
Edilbert Kirk, Frank Lunkeit

Themen:

• Lokale Wettervorhersage

• Hurrikane: Ensemble-Vorhersagen von Zugbahnen und Intensitäten

Arbeitsschwerpunkte:

Programmierung einfacher statistischer Analysen und Modelle

Voraussetzungen:

Programmierkenntnisse (Fortran), LINUX, etwas Statistik

Literatur:

Raible, C. C., E. Kirk, K. Fraedrich, 2001: Kurzfristvorhersagen von Niederschlagswahrscheinlichkeit und Temperatur. Promet, 27, 80-86.

Fraedrich, K., C.C. Raible, and F. Sielmann, 2003: Analog ensemble forecasts of tropical cyclone tracks in the Australian region. Wea. Forecasting, 18, 3-11.

Infos:

Themen:

• CAPE
• Zyklonenzugbahnen in Re-Analyse Daten
• Klimaklassifikation auf der Basis von Re-Analysen und Modell-Experimenten
• Telekonnektionen im südostasiatischen Raum bzw. der Südhemisphäre
• Wasserkreislauf, Trockenheit und Fluten
• Hot spots im Klimasystem

Voraussetzungen: 

Programmierkenntnisse (Fortran), LINUX, Grafiken mit GrADS, etwas Statistik

Literatur:

Bordi, I., K. Fraedrich, F-W Gerstengarbe, P. C. Werner, and A. Sutera, 2004: Potential predictability of dry and wet periods: Sicily and Elbe-Basin (Germany). Theor. Appl. Climatol., 77, 125-138.

Sickmöller, M., R. Blender, and K. Fraedrich, 2000: Observed winter cyclone tracks of the northern hemisphere in re-analysed ECMWF data. Q. J. R. Meteorol. Soc. 126, 591-620.

Fraedrich, K, 1994: ENSO Impact on Europe? - A Review. Tellus, 46A, 541-552.

Infos:

Richard Blender, Frank Lunkeit

Themen nach Absprache aus den Bereichen:

• Adjungierte Modelle
• Freiheitsgrade
• Ensemble-Simulationen
• Vorhersagbarkeit
• Instabilitäten
• Chaos
• Reduzierte Modelle
• Langzeitgedächtnis

Voraussetzungen:

Programmierkenntnisse, Analytisches Rechnen, Statistik

Literatur:

Fraedrich, K. and T. Frisius, 2001: Two-level primitive equation baroclinic instability on an f-plane. Q. J. R. Meterol. Soc., 127, 2053-2068.

Fraedrich, K. and J. L. McBride, 1995: Large-scale convective instability revisited. J. Atmos. Sci., 52, 1914-1923.

Fraedrich, K. and C. Ziehmann, 1995: Praktische Vorhersagbarkeit: Persistenz in rotem Rauschen. Z. Meteorol., NF 4, 139-149.

Lunkeit, F, 2001: Synchronisation experiments with an atmospheric global circulation model. Chaos, 11, 47-51.

Infos:

Richard Blender, Frank Lunkeit

Themen nach Absprache aus den Bereichen:

• Räumliche Resonanz
• Reduzierte Ozean-Modelle

Voraussetzungen:

Programmierkenntnisse (Fortran), LINUX, etwas Statistik

Literatur:

Sura, P., K. Fraedrich, and F. Lunkeit, 2001: Regime transitions in a stochastically forced double-gyre model. J. Phys. Oceanogr., 31, 411-426.

Fraedrich, K., U. Luksch, and R. Blender, 2004: 1/f-model for long time memory of the ocean surface temperature. Phys. Rev. E, 70, 037301.

Junge, M. M. and D. B. Stephenson, 2003: Mediated and direct effects of the North Atlantic ocean on winter temperatures in northwest Europe. Int. Journal of Climat., 23, 245-261.

Infos:

Frank Lunkeit

Themen nach Absprache aus den Bereichen:

• 1/f-Spektren
• Diffusionsmodelle
• Detrended Fluctuation Analysis (DFA)
• Nichtlineare Dynamische Systeme

Voraussetzungen:

Programmierkenntnisse, Analytisches Rechnen, Statistik

Literatur:

Fraedrich, K., and R. Blender, 2003: Scaling of atmosphere and ocean temperature correlations in observations and climate models. Phys. Rev. Lett., 90, 108501.

Fraedrich, K., U. Luksch, and R. Blender, 2004: 1/f-model for long-time memory of the ocean surface temperature. Phys. Rev. E, 70, 037301.

Fraedrich, K., 2002: Fickian diffusion and newtonian cooling: A concept for noise induced climate variability with long-term memory? Stochastics and Dynamics, 2, 403-412.

Infos:

Richard Blender