Das lokale Optimierungsproblem

• Main Authors: Heinrich, Harald, Metz, Werner
• Other Authors: Universität Leipzig
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: German
• Published: 2001
• Subjects: Störung; Optimierung; perturbation; optimization; info:eu-repo/classification/ddc/551; ddc:551; Pacific; North Atlantic
• Online Access: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-216905; https://ul.qucosa.de/id/qucosa%3A15213; https://ul.qucosa.de/api/qucosa%3A15213/attachment/ATT-0/

Es erfolgt eine Darstellung der theoretischen Grundlagen, die für die Berechnung von optimal wachsenden Störungen nötig sind. Bei Anwendung des Projektionsoperators ist es möglich, die Anfangsstörung zu berechnen, welche die größtmögliche kinetische Energie nach Ablauf eines Optimierungsintervalls in einem vorher spezifizierten Gebiet erlangt. Die Berechnung dieser sogenannten lokalen optimalen Vektoren erfolgt für ein barotropes Modell, das um zeitunabhängige Grundströme linearisiert ist. Die lokalen optimalen Vektoren sind für Grundströme ermittelt worden, die aus einem gleitenden 10-Tages Mittel bestehen. Als Zielgebiet kam dabei der Nordatlantik-Europa Bereich zur Anwendung. Auf diese Weise war es möglich, zu untersuchen, welche Gebiete einen Einfluss auf das Störungswachstum besitzen. Dabei stellte sich heraus, dass für Optimierungszeiten größer 96 Stunden vier verschiedene Startgebiete existieren. Besonderes Interesse galt dem Transport von kinetischer Energie aus diesen Startgebieten in das Zielgebiet. Teilweise zeigte sich, dass die Energie über PNA ähnliche Strukturen in das Zielgebiet getragen wird. Under the use of a projection operator it is possible to calculate perturbations with maximal energy growth during optimization time at some pre-chosen geographical area. The so called local optimal perturbations are computed for a barotropic model, linarized about time independent basic states. The optimal perturbations are determined for basic states consisting of 10-day running means of the daily streamfunctions. The chosen target area was the North Atlantic-European sector. In this way it was possible to find relevant \'starting regions\' leading to optimal energy growth in the target area. We found four such regions for long optimization times (> 96 hours). Thereby, the mechanisms responsible for the transport of the perturbations from the starting regions into the target area was thereby of special interest. In particular cases we found that structures similar to Pacific North America (PNA) ...