Eine der bekanntesten Erscheinungen in der Chaosforschung ist der sogenannte Schmetterlingsschlag. Diese Theorie wurde 1963 durch den Meteorologen Edward Lorenz geprägt. Er versuchte mit der Hilfe eines Computers eine erste einfache Wettervorhersage zu machen. Weil Computer damals noch sehr unzuverlässig arbeiteten, startete Lorenz ihn nicht mit den Endwerten vom Vortag sondern mit den Zwischenergebnissen. Der Computer berechnete die Werte für einen bestimmten Zeitraum doppelt aus, wichen für diese Zeitspanne die Szenarien von einander ab, dann waren die Berechnungen falsch. Einmal passierte es das Lorenz eine dreistellige Zahl eingab statt einer Sechsstelligen. Zuerst stimmten die beiden Kurven mit einander überein, bald jedoch veränderten sie sich sehr unterschiedlich. Der Unterschied von einem Hundertstel Prozent, quasi ein Windhauch oder Schmetterlingsschlag, veränderte die Wettervorhersage. Wenn dieses Phänomen sich auf eine reale Atmosphäre übertragen lässt, ist eine längerfristige Wettervorhersage nicht möglich.
Die Chaostheorie hat die Naturwissenschaften mit einer überraschenden Tatsache konfrontiert, nämlich dass viel Phänomene trotz einer Modellierung nicht langfristig vorhersagbar sind.
Börsenkurse, Populationswachstum oder das Tropfen eines Wasserhahns sind weitere Beispiele für Systeme die von ihren Ausgangsbedingungen abhängen. Um dem unregelmäßigen und unvorhersagbaren Verhalten dieser Systeme Ausdruck zu verleihen, bezeichnete man sie als chaotisch.
Inhaltsverzeichnis
- Eine Einführung in die Chaostheorie
- Die Entdeckung des Chaos
- Die Geschichte des Chaos
- Der Determinismus bei Laplace
- Wie verhält sich das Chaos
- Attraktoren oder die Beschreibung eines chaotischen nichtlinearen Systems
- Eigenschaften dynamischer Systeme
- Lokalisierung im Phasenraum
- Eigenschaften chaotischer Attraktoren
- Turbulente Strömungen
- Das Feigenbaumdiagramm
- Die fraktale Geometrie
- Klimamodelle
- Grundlagen zum Erstellen von Klimamodellen
- Die Sensibilität des Klimas
- Die Paläoklimate
- Quellen
- Abbildungsverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Hausarbeit befasst sich mit dem Phänomen des Chaos und seinen Auswirkungen auf Klimamodelle. Das Ziel ist es, die Grundlagen der Chaostheorie zu erläutern und zu zeigen, wie diese Theorie das Verständnis von komplexen Systemen und insbesondere des Klimas beeinflusst.
- Die Entdeckung des Chaos und seine Bedeutung für die Naturwissenschaften
- Der Determinismus und seine Grenzen in chaotischen Systemen
- Die Eigenschaften chaotischer Systeme und ihre Auswirkungen auf die Vorhersagbarkeit
- Die Rolle der fraktalen Geometrie im Kontext der Chaostheorie
- Die Herausforderungen und Möglichkeiten der Modellierung des Klimas unter Berücksichtigung von Chaos
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel führt in die Chaostheorie ein und behandelt die Entdeckung des Chaos durch Edward Lorenz. Es wird erklärt, wie chaotische Systeme von ihren Anfangsbedingungen abhängen und wie kleine Änderungen große Auswirkungen haben können. Zudem werden die Geschichte des Chaos, der Determinismus bei Laplace und die Eigenschaften chaotischer Attraktoren erläutert.
Kapitel zwei beschäftigt sich mit der fraktalen Geometrie, einem wichtigen Werkzeug zum Verständnis chaotischer Systeme.
Das dritte Kapitel fokussiert auf Klimamodelle und behandelt die Herausforderungen, die durch das Vorhandensein von Chaos entstehen. Die Sensibilität des Klimas und die Bedeutung der Paläoklimate werden ebenfalls diskutiert.
Schlüsselwörter
Die wichtigsten Schlüsselwörter dieser Arbeit sind Chaostheorie, Determinismus, Klimamodelle, fraktale Geometrie, Sensibilität, Paläoklimate, nichtlineare Systeme, Attraktoren, Wettervorhersage, Schmetterlingseffekt.
- Citation du texte
- Maria Stantscheva (Auteur), 2006, Chaos und Klimamodelle, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/63813
