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Meteorologisches Institut

Foto: NARVAL Mission 2013/14, UHH and MPI-M

Kurse

Aktuell im Winter Semester 2022/23

Prof. Dr. Nedjeljka Žagar

Lecture

  • Theoretische Meteorologie, 63-831 (Part II, 4 SWS, 5CP; M.Sc. Meteorologie, Modul TM)

Inhalt: Der Kurs vermittelt ein Verständnis der atmosphärischen Dynamik durch die systematische Einführung von Gleichungen und Konzepten zunehmender Komplexität und deren Verwendung zum Verständnis der Ergebnisse komplexer Wetter- und Klimamodelle. Die Studierenden lernen, atmosphärische Phänomene in Beobachtungen und numerischen Modellen in Begriffen und vereinfachten Modellen zu interpretieren, die Skalen und dynamische Regime von Interesse beschreiben und mathematisch gelöst werden können. Diese Lösungen ermöglichen ein physikalisches Verständnis von Prozessen, die ansonsten schwer zu erfassen sind.

Lernziel: Verständnis der dynamischen Grundlagen des Klimasystems Atmosphäre

Seminar

  • Seminar in Atmospheric Dynamics and Forecasting, 63-888 (2 SWS, M.Sc. Meteorologie, Modul TM)

Dr. Richard Blender

Lecture

  • Meteorologische Statistik, 63-820 (Part I, 2 SWS, 1CP, B.Sc. Meteorologie, in Modul KS Klimaphysik und Statistik), mit Dr. Jinsong von Storch (Part II)

Inhalt: Die Einführung in die Meteorologische Statistik behandelt die Darstellung der wichtigsten statistischen Methoden und deren Anwendung auf die Analyse meteorologischer Daten. Ziel ist, dass sich die Studenten/innen mit der statistischen Betrachtungsweise vertraut machen sowie die grundlegende Verfahren selbständig anwenden können. Außerdem sollen die Studenten moderne Ansätze einordnen können um sie sich bei Bedarf anzueignen.

Lernziele: Durchführung einer einfachen statistischen Analyse; Berechung von Korrelationen, Trends und des Frequenzspektrums; Prüfung einer Hypothese (t-Test); Kenntnis der wichtigsten Wahrscheinlichkeitsverteilungen; Erstellung eines autoregressiven Modells.

Exercises

  • Übungen zu Meteorologische Statistik, 63-820a (Part I; 2 SWS, 1CP; B.Sc. Meteorologie, in Modul KS Klimaphysik und Statistik), mit Dr. Jinsong von Storch (Part II)

Inhalt und Lernziele: Die Übungen lehnen sich eng an die Vorlesung an und behandeln einfache Aufgaben.


Dr. Frank Lunkeit

Exercises

  • Übungen zu Theoretische Meteorologie, 63-831a (2 SWS, 3CP, M.Sc. Meteorologie)

Inhalt und Lernziele: Die Übungen folgen der Vorlesung Theoretische Meteorologie (63-831)

 

Dr. Sergiy Vasylkevych

Lecture + Exercises

  • Geophysikalisches Wellenlabor, 63-861 (4 SWS im M.Sc. Meteorologie) mit Prof. Dr. Nedjeljka Žagar

Inhalt: Der Kurs bietet eine einführende theoretische und modellbasierte Ausbildung in der Atmosphären- und Ozeandynamik. Vorlesungen zu Wellenbewegungen werden durch eine Hierarchie numerischer Labore ergänzt, die hausinterne numerische Vorhersagemodelle verwenden.
Die Studenten erhalten einen Überblick über grundlegende Wellenkonzepte, die für die atmosphärische und ozeanische Zirkulation wichtig sind, erwerben praktische Erfahrung bei der Analyse bestimmter Phänomene wie Rossby- und Trägheits-Schwerkraftwellen in den Mittelbreiten und in den Tropen, geostrophischer Anpassung, barotropischer Instabilität, Auswirkungen der Orographie auf den Fluss sowie praktische Fähigkeiten bei der Gestaltung numerischer Experimente und der Beschreibung ihrer Ergebnisse in schriftlicher Form.

 

Sommer Semester 2023

Prof. Dr. Nedjeljka Žagar

Lecture

  • Theoretische Meteorologie 63-822 (Part I, 4 SWS, 5CP; B.Sc. Meteorologie, Modul TM)

    Inhalt: Diagnostische Betrachtung des Klimasystems Atmosphäre. Methoden der Datenanalyse. Bilanzuntersuchungen und energetische Betrachtungen, Mechanismen. Grundsätzliche Strukturen und Konzept-Modelle mit unterschiedlicher Komplexität und für verschiedene Skalen. Approximation von Störungen durch lineare Wellen. Eigenschaften von Wellen sowie deren Wechselwirkung mit einem Grundstrom.

    Lernziel: Verständnis der dynamischen Grundlagen des Klimasystems Atmosphäre.

  • Meteorologische Vertiefung: Numerical Prediction of Atmosphere and Ocean, 63-887 (4 SWS, 5CP, Msc., mit Dr. Nuno Serra; Prof. Dr. Detlef Stammer; Dr. Sergiy Vasylkevych)

  • Seminar in Atmospheric Dynamics and Forecasting, 63-888 (2 SWS, 2CP, Meteorologie, Modul TM, mit Dr. Richard Blender, siehe unten)

 

Dr. Richard Blender

Seminar

  • Seminar in Atmospheric Dynamics and Forecasting 63-888 (2 SWS, 2CP, Meteorologie, Modul TM, mit Prof. Dr. Nedjeljka Žagar)

Inhalt: Im Seminar sollen MSc und PhD Studentinnen und Studenten über ihre aktuellen Forschungsergebnisse berichten. Die Studierenden sollen einen wissenschaftlichen Vortrag auf Englisch vom Umfang von etwa 30 Minuten halten und die Ergebnisse anschließend im Diskussionsteil Fragen beantworten. Der Vortrag richtet sich in erster Linie aber nicht ausschliesslich an Studierende aus der Arbeitsgruppe. Das Hauptergebnis und der Fortschritt soll in prägnanter Form dargestellt werden. Die Sprache ist Englisch.

Lernziel: Das Seminar soll dabei helfen, den Vortragsstil zu verbessern und die eigene Forschungsarbeit einordnen zu können. Insbesondere soll die Diskussion helfen den eigenen Standpunkt kritisch zu beurteilen. Dabei sollen insbesondere auch Hörerinnen und Hörer angesprochen werden, die zwar einen dynamischen Forschungs-Schwerpunkt haben, aber nicht auf demselben Gebiet arbeiten. Das Seminar sollte zur Vorbereitung auf die Verteidigung der MSc Arbeit oder die Disputation genutzt werden.

Dr. Frank Lunkeit

Lecture

  • Meteorologische Modellierung II, 63-864 (Teil C: C. Grundlagen der numerischen Modellierung: Diskretisierung und Numerik, 2SWS, 2CP, M.Sc. Meteorologie)

Inhalt: Dieser Teil (C) vermittelt die Grundlagen der numerischen Modellierung, und Kenntnisse zur Diskretisierung von Gleichungen, die typisch für meteorologische An- wendungen sind. Behandelt werden die Evolutionsgleichung, die eindimensionale lineare und nichtlineare Advektion, die eindimensionale Diffusion sowie die eindi-mensionale lineare und nichtlineare Transportgleichung. Unterschiedliche Metho-den zur numerischen Behandlung dieser Gleichungen werden erlernt und ihre Ei-genschaften hinsichtlich Konsistenz, Konvergenz und Stabilität erläutert.

Lernziele: Grundlagen der numerischen Modellierung der atmosphärischen Zirkulation.

Exercises

  • Übungen zu Einführung in die Theoretische Meteorologie,63-822a (2SWS, 3CP, B.Sc. Meteorologie)

Inhalt und Lernziele: Die Übungen folgen der Vorlesung Einführung in die Theoretische Meteorologie (63-822)

  • Übungen zu Meteorologische Modellierung II, 63-864a (2SWS, 3CP M.Sc. Meteorologie)

    Inhalt und Lernziele: Die Übungen folgen der Vorlesung Meteorologische Modellierung II (Teil C, 63-864)

Dr. Sergiy Vasylkevych

Lecture + Übungen

  • Meteorologische Vertiefung: Data Analysis in Atmosphere and Ocean using Python, 63-877 (4SWS, 6CP, MSc.)

Inhalte und Lernziele: Der Kurs bietet eine Einführung in die Datenanalyse und richtet sich an Studierende, die eine Karriere in der Meteorologie, Ozeanographie oder Klimawissenschaft planen. Der Kurs betont den praktischen Ansatz, der darauf ausgerichtet ist, die häufigsten Datenanalyseaufgaben zu lösen, die in Wetter- und Klimastudien auftreten. Python wird durchgehend als numerisches Werkzeug der Wahl verwendet. Um den Kurs in sich abgeschlossen zu machen, wird eine kurze Einführung in Python gegeben. Die Studierenden lernen verschiedene Techniken und Werkzeuge kennen, die zur Analyse, Interpretation und Visualisierung atmosphärischer und ozeanischer Messungen sowie zur Ausgabe numerischer Modelle verwendet werden.

 

Sommer Semester 2022

Prof. Dr. Nedjeljka Žagar + Dr. Richard Blender

Lecture

  • Theoretische Meteorologie 63-822 (Part I, 4 SWS, 5CP; B.Sc. Meteorologie, Modul TM)

    Inhalt: Dieses Modul beinhaltet eine Einführung in die Grundlagen der dynamischen Meteorologie. Die Vorlesung beginnt mit den fundamentalen Bewegungsglei-chungen auf der rotierenden Erde und der Thermodynamik der geschichteten Atmosphäre. Durch die Skalenanalyse werden diese Gleichungen für die synop-tische Skale approximiert und das vertikale Druck-Koordinatensystem einge-führt. Die Vorticity-Gleichung und ihre Approximationen bilden einen weiteren Schwerpunkt der Vorlesung. Die quasigeostrophische Approximation wird zu-sammen mit der Approximation der potentiellen Vorticity als wichtigste Grundla-ge der großräumigen dynamischen Meteorologie eingeführt und zur Beschrei-bung von Rossby-Wellen verwendet. Die Ausbreitung von Wellen wird durch Linearisierung und Wellenansätze mit der Dispersionsrelation als zentralem Zu-sammenhang behandelt. Anhand des Flachwassermodells wird die barotrope Atmosphäre und Schwerewellen beschrieben. Die Eigenschaften der baroklinen Instabilität werden im Rahmen des baroklinen quasigeostrophischen Zwei-schichtenmodells abgeleitet. Die Vorlesung hebt ab auf das Verständnis wichti-ger Konzepte der geophysikalischen Fluiddynamik, insbesondere auf die Rolle von Approximationen bei der Modellierung sowie Mechanismen wie die Wellen-ausbreitung und Instabilitäten.

    Lernziel: Die Studierenden haben die fundamentalen Gleichungen der atmosphärischen Dynamik wie Impulsgleichung, Kontinuitätsgleichung, Erster Hauptsatz verstan-den und können sie anwenden. Die wichtigsten Approximationen wie Hydrosta-sie und Geostrophie können eingeordnet und anhand von Kennzahlen beschrie-ben werden. Die Vorticity-Gleichung und die beteiligten Mechanismen sind ebenso bekannt wie die wichtigsten Eigenschaften des vertikalen Druck-Koordinatensystems und das Geopotential. Die Geostrophie und die damit ver-bundenen Modellvorstellungen wie Schichtdicke und thermischer Wind sind beg-riffen worden. Die quasigeostrophische Approximation mit Omegagleichung und Tendenzgleichung sind verstanden worden und die wichtigsten Wellentypen wie Rossby- und Schwerewellen können beschrieben und ihre Ausbreitung anhand der Dispersionsrelation abgeleitet werden. Die Ursachen für die barokline Insta-bilität und deren wesentliche Eigenschaften und Abhängigkeiten sind bekannt. Einfache Ableitungen und konkrete Beispielrechnungen sind durchgeführt wor-den. Insgesamt haben die Studierenden ein solides Verständnis von der groß-räumigen atmosphärischen Dynamik entwickelt und können die zentrale Rolle von Modellvorstellungen und Approximationen beurteilen.

  • Meteorologische Vertiefung: Numerical Prediction of Atmosphere and Ocean, 63-887 (4 SWS, 5CP, Msc., mit Dr. Nuno Serra; Prof. Dr. Detlef Stammer; Dr. Sergiy Vasylkevych)

  • Seminar in Atmospheric Dynamics and Forecasting, 63-888 (2 SWS, 2CP, Meteorologie, Modul TM, mit Dr. Richard Blender

 

Dr. Richard Blender

Lecture

  • Theoretische Meteorologie 63-822 - Part I, 4 SWS, 5CP; B.Sc. Meteorologie, Modul TM, mit Prof. Dr. Nedjeljka Žagar).

Seminar

  • Seminar in Atmospheric Dynamics and Forecasting 63-888 (2 SWS, 2CP, Meteorologie, Modul TM, mit Prof. Dr. Nedjeljka Žagar)

Inhalt: Im Seminar sollen MSc und PhD Studentinnen und Studenten über ihre aktuellen Forschungsergebnisse berichten. Die Studierenden sollen einen wissenschaftlichen Vortrag auf Englisch vom Umfang von etwa 30 Minuten halten und die Ergebnisse anschließend im Diskussionsteil Fragen beantworten. Der Vortrag richtet sich in erster Linie aber nicht ausschliesslich an Studierende aus der Arbeitsgruppe. Das Hauptergebnis und der Fortschritt soll in prägnanter Form dargestellt werden. Die Sprache ist Englisch.

Lernziel: Das Seminar soll dabei helfen, den Vortragsstil zu verbessern und die eigene Forschungsarbeit einordnen zu können. Insbesondere soll die Diskussion helfen den eigenen Standpunkt kritisch zu beurteilen. Dabei sollen insbesondere auch Hörerinnen und Hörer angesprochen werden, die zwar einen dynamischen Forschungs-Schwerpunkt haben, aber nicht auf demselben Gebiet arbeiten. Das Seminar sollte zur Vorbereitung auf die Verteidigung der MSc Arbeit oder die Disputation genutzt werden.

Dr. Frank Lunkeit

Lecture

  • Meteorologische Modellierung II, 63-864 (Teil C: C. Grundlagen der numerischen Modellierung: Diskretisierung und Numerik, 2SWS, 2CP, M.Sc. Meteorologie)

Inhalt: Dieser Teil (C) vermittelt die Grundlagen der numerischen Modellierung, und Kenntnisse zur Diskretisierung von Gleichungen, die typisch für meteorologische An- wendungen sind. Behandelt werden die Evolutionsgleichung, die eindimensionale lineare und nichtlineare Advektion, die eindimensionale Diffusion sowie die eindi-mensionale lineare und nichtlineare Transportgleichung. Unterschiedliche Metho-den zur numerischen Behandlung dieser Gleichungen werden erlernt und ihre Ei-genschaften hinsichtlich Konsistenz, Konvergenz und Stabilität erläutert.

Lernziele: Grundlagen der numerischen Modellierung der atmosphärischen Zirkulation.

Exercises

  • Übungen zu Einführung in die Theoretische Meteorologie,63-822a (2SWS, 3CP, B.Sc. Meteorologie)

Inhalt und Lernziele: Die Übungen folgen der Vorlesung Einführung in die Theoretische Meteorologie (63-822)

  • Übungen zu Meteorologische Modellierung II, 63-864a (2SWS, 3CP M.Sc. Meteorologie)

    Inhalt und Lernziele: Die Übungen folgen der Vorlesung Meteorologische Modellierung II (Teil C, 63-864)

Dr. Sergiy Vasylkevych

Lecture + Übungen

  • Meteorologische Vertiefung: Data Analysis in Atmosphere and Ocean using Python, 63-877 (4SWS, 6CP, MSc.)

Inhalte und Lernziele: Der Kurs bietet eine Einführung in die Datenanalyse und richtet sich an Studierende, die eine Karriere in der Meteorologie, Ozeanographie oder Klimawissenschaft planen. Der Kurs betont den praktischen Ansatz, der darauf ausgerichtet ist, die häufigsten Datenanalyseaufgaben zu lösen, die in Wetter- und Klimastudien auftreten. Python wird durchgehend als numerisches Werkzeug der Wahl verwendet. Um den Kurs in sich abgeschlossen zu machen, wird eine kurze Einführung in Python gegeben. Die Studierenden lernen verschiedene Techniken und Werkzeuge kennen, die zur Analyse, Interpretation und Visualisierung atmosphärischer und ozeanischer Messungen sowie zur Ausgabe numerischer Modelle verwendet werden.