Mathematik

Mit der Mathematik die Atmosphäre beschreiben

Uschi Sorz | aus HEUREKA 2/12 vom 23.05.2012

Theorie für die Klimaforschung betreibt ein heimischer Erwin-Schrödinger-Stipendiat in Kanada

Ich finde es unglaublich spannend, in einem Feld zu arbeiten, in dem man die theoretischen Ergebnisse unmittelbar im Alltag sieht“, sagt der Meteorologe und Mathematiker Alexander Bihlo. Seit seiner Diplomarbeit gilt sein Interesse sogenannten Symmetriemethoden zur Lösung von Gleichungen, die das Wettergeschehen bestimmen. Dabei geht es nicht um die Wettervorhersage für den nächsten Tag, sondern darum, "gewisse atmos-phärische Zustände zu beschreiben“, so der 28-Jährige. In seiner Dissertation an der Fakultät für Mathematik der Uni Wien hat er das Thema weiterentwickelt und sein Studium 2010 sub auspiciis abgeschlossen.

Am Anfang aber stand das Meteorologiestudium: "Dabei hat mich besonders die theoretische Seite interessiert“, erklärt Bihlo den Ausgangspunkt für seinen Spezialismus. "Die ist ja ziemlich kompliziert und benötigt einiges an Mathematik.“

Seit August ist der Linzer mit einem Erwin-Schrödinger-Stipendium des FWF in Kanada und arbeitet mit Kollegen der Uni Montreal und der McGill-Universität an Symmetrien in numerischen Atmosphärenmodellen. Gemeinsam entwickeln sie Verfahren, die es ermöglichen, Symmetrien der atmosphärischen Grundgleichungen auch in einem numerischen Modell zu erhalten. "Die Symmetrie einer Gleichung ist eine Transformation dieser Gleichung, die diese aber nicht verändert“, erklärt Bihlo. "Symmetrien sind fast immer mit physikalischen Gesetzen verbunden und daher sehr wichtige Charakteristiken von Gleichungen.“ Wenn man also am Langzeitverhalten von numerischen Lösungen interessiert ist, wie etwa bei Klimaprognosen, spielen sie eine wesentliche Rolle. "Um das Klima vorherzusagen, muss man ein numerisches Modell der Atmosphäre für sehr lange Zeitspannen integrieren, und wenn man da die Struktur der Grundgleichungen verletzt, kann das zu falschen Prognosen führen.“

Der Reiz seines Spezialgebiets liegt für den jungen Wissenschafter im Zusammenspiel von Mathematik, Physik und Anwendung. "Ich hoffe, dass meine Arbeit ein konkretes Anwendungspotenzial hat“, betont er, "sie soll numerische Modelle der Atmosphäre konsistenter machen“.

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