Clouds. der anderen Art. Eine wolkenguckerische Schlussbetrachtung aus Sicht des Meteorologen. Bern, 24. November 2011

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1 Bern, 24. November 2011 Clouds der anderen Art Eine wolkenguckerische Schlussbetrachtung aus Sicht des Meteorologen Thomas Bucheli, Red.Leiter SF METEO Information Security Society Switzerland ISSS2008X

2 Solange keine Wolken da sind, freue man sich des himmlischen Lichts." Theodor Fontane, Briefe an seine Familie Information Security Society Switzerland ISSS2008X

3 Blick auf unsere Milchstrasse: Sternen Galaxien-Wolken Sie besteht aus etwa 100 bis 300 Milliarden Sternen und großen Mengen interstellarer Materie Information Security Society Switzerland ISSS2008X

4 Big-Bang vor 13.7 Mia Jahren: Die erste Wolke war reine Energie: E = mc 2 Information Security Society Switzerland ISSS2008X

5 Nebel von Elementarteilchen: Materie = kondensierte (geronnene) Energie Information Security Society Switzerland ISSS2008X

6 Das elementare Gasgemisch: Am Anfang war der Wasserstoff Information Security Society Switzerland ISSS2008X

7 Chemiebaukasten Sterne: Aus H & He werden schwerere Elemente ausgebrütet Information Security Society Switzerland ISSS2008X

8 Explosion schleudern Elemente- und Materiewolken in den Raum: Sternenstaub Eine gewaltige Wolke aus Gas und Staub ist auf diesem Bild des Hubble-Weltraumteleskops zu erkennen. Das Objekt heißt N63A und ist der Überrest eines massiven Sterns, der einst explodierte Information Security Society Switzerland ISSS2008X

9 Aus Gas- Staub- und Gesteinswolken: Vor 4.5 Mia Jahren entstand die Erde Information Security Society Switzerland ISSS2008X

10 Einschlag von Meteoritenschwärmen: Sie brachten das Wasser zu uns Information Security Society Switzerland ISSS2008X

11 Der Blaue Planet: Wäre ohne unsere Sonne tot und wolkenlos Information Security Society Switzerland ISSS2008X

12 Ursache der Wolken: Die Solar-(Temperatur)-Klimazonen unseres Planeten Information Security Society Switzerland ISSS2008X

13 Unsere Wolken: Energietransport durch die Phasenänderung des Wassers Gefrieren, Verdunstung, Schmelzen, Kondensation, Sublimation Information Security Society Switzerland ISSS2008X

14 Motor des Ganzen: Zusammenspiel aller Faktoren = allgemeine Zirkulation Information Security Society Switzerland ISSS2008X

15 Wetterprognose: Mutmassung über die künftige örtliche Reaktion der Atmosphäre auf die komplexen dynamischen Prozesse in der globalen Klimakammer. Das Wetter ist seit jeher globalisiert Information Security Society Switzerland ISSS2008X

16 Unsere Wolken: Sind SICHTBARE Informations- bzw. Datenträger Windgeschwindigkeit: 35 kt Rel. Feuchte: 89% Temperatur: -3 C Windrichtung: 235 Luftdruck: 685 hpa Bedeckungsgrad: 7/8 Wolkenart: Ac strat. trans. Vertical Velocity: 12 hpa/h Information Security Society Switzerland ISSS2008X

17 Prognose nur möglich dank World Weather Watch! Der Prognosehorizont bestimmt den notwendigen Observation-Range! 1 h --> km 2 1 Tag --> Europa/Atlantik 2-3 Tage: --> N-Pol bis Äquator; Asien bis USA ab 4 Tage: --> globale Datensätze => Zwingend 3-dimensional Information Security Society Switzerland ISSS2008X

18 Analyse mit Satelliten: Real-Time, laufend, 3-D, multispektral : - Messungen in 12 versch. Wellenlängen alle 15 Min Gesamtmessung (z.t. 5 Min!) erlaubt laufende Multispektral-Analyse Bildauflösung: 1 x 1 km Kosten: 1.3 Mia Euro Information Security Society Switzerland ISSS2008X

19 Von Mutmassungen über Empirie zur Numerik: Wolken sind berechenbar Information Security Society Switzerland ISSS2008X

20 Von Mutmassungen über Empirie zur Numerik: Wolken sind berechenbar Lewis Fry Richardson ( ) Information Security Society Switzerland ISSS2008X

21 Von Mutmassungen über Empirie zur Numerik: Wolken sind berechenbar. Im Prinzip Information Security Society Switzerland ISSS2008X

22 Von Mutmassungen über Empirie zur Numerik: Wolken sind berechenbar. Im Prinzip Für die Berechnung der Wetterprognosen stammen - 96 Prozent der Daten von Satelliten (rund 20 verschiedene spezialisierte Satelliten) - nur 0.5 Prozent der Daten von Wetterstationen (es werden ausschliesslich Luftdruck-Messungen benötigt!) Information Security Society Switzerland ISSS2008X

23 Die Wettermodelle: Primär IMMER globale Berechnungen 500 hpa- Niveau (ca.5.5 km) hpa- Niveau (ca.1.5 km). 700 hpa- Niveau (ca.3.0 km). Druck auf Meereshöhe Information Security Society Switzerland ISSS2008X

24 Ein Modell ist kein Modell: Wolke der Ungewissheit Monte Carlo-Methode des poor man Information Security Society Switzerland ISSS2008X

25 Ein Modell ist kein Modell: Wolke der Ungewissheit Monte Carlo-Methode des poor man Information Security Society Switzerland ISSS2008X

26 Die Unsicherheit ist quantifizierbar (Ensembles) Monte Carlo-Methode des rich man Information Security Society Switzerland ISSS2008X

27 Die Unsicherheit ist quantifizierbar (Ensembles) Monte Carlo-Methode des rich man Information Security Society Switzerland ISSS2008X

28 Die Unsicherheit ist quantifizierbar (Ensembles) Monte Carlo-Methode des rich man Ketzerische Frage: Was spürt eine Ameise im Muotathal von all diesen (nebulösen) globalen Prozessen...? Information Security Society Switzerland ISSS2008X

29 Kurzfrist vs. Mittelfrist: Grundlegend andere Prognose-Philosophie: Deterministisch (Ausgangszustand -> kausal -> Endzustand) Probabilistisch (Ausgangszustand -> Unsicherheit -> Wahrscheinlichkeit) Information Security Society Switzerland ISSS2008X

30 Kurzfrist vs. Mittelfrist: Grundlegend andere Prognose-Philosophie: Deterministisch (Ausgangszustand -> kausal -> Endzustand) Probabilistisch (Ausgangszustand -> Unsicherheit -> Wahrscheinlichkeit) Information Security Society Switzerland ISSS2008X

31 Unser Publikum und die Kunden: Eine ebenso wichtige & mitbestimmende Wolke Meteosat Second Generation: SEVIRI: - Messungen in 12 versch. Wellenlängen - alle 15 Minuten eine Gesamtmessung (z.t. 5 Min!) - erlaubt laufende Multispektral-Analyse - Bildauflösung: 1 x 1 km - Kosten: 1.3 Mia Euro Information Security Society Switzerland ISSS2008X

32 NZZ, NZZ, Information Security Society Switzerland ISSS2008X

33 NZZ, NZZ, Information Security Society Switzerland ISSS2008X

34 NZZ, NZZ, Information Security Society Switzerland ISSS2008X

35 NZZ, NZZ, Information Security Society Switzerland ISSS2008X

36 NZZ, NZZ, Information Security Society Switzerland ISSS2008X

37 NZZ, NZZ, Information Security Society Switzerland ISSS2008X

38 Ihr Anspruch an eine Prognose 1. Einhaltung der Wissenschaftlichkeit Strikte Beachtung der Logik in der Erkenntnisgewinnung: Garantie der Ableitungsrichtigkeit und Widerspruchsfreiheit (Objektivität) von Prämissen, angewandten Methoden und Konklusionen 2. Kundengerechte Aufbereitung und Kommunikation Intersubjektive Verständlichkeit der (wissenschaftlichen) Aussage: Interpretation durch Dritte ist gewährleistet; die Formulierung und Darstellung erfolgt nach den Vorstellungen des Kunden 3. Möglichkeit der Qualitätsbeurteilung/Transparenz Aussage/Prognose hat überprüfbar zu sein: Dritte (Kunden) müssen in der Lage sein, die Lösung des Wissenschafters/Prognostikers zu verifizieren und sich über deren Qualität ein Bild machen können. Nach: Markus F. Hofreither Information Security Society Switzerland ISSS2008X

39 Des Volkes Stimme:...DIE spüren halt das Wetter noch! Information Security Society Switzerland ISSS2008X

40 Die Meteorologie behandelt das zweitkomplizierteste aller Systeme. Information Security Society Switzerland ISSS2008X

41 Die Meteorologie behandelt das zweitkomplizierteste aller Systeme. Das komplizierteste ist wohl im menschlichen Verhalten zu sehen. John v. Neumann, Mathematiker Information Security Society Switzerland ISSS2008X

42 Meine Buch-Empfehlung Information Security Society Switzerland ISSS2008X

43 Abschlusswort zum heutigen Anlass Es war ein schön hell warmer Tag, viele kleine weiss Wölklein sich gezeigt die stracks wieder vergangen. Wetteraufzeichnung aus dem 16. Jahrhundert Information Security Society Switzerland ISSS2008X

44 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Information Security Society Switzerland ISSS2008X

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