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Sensitivity and uncertainty analysis of environmental models
Die vorliegende Arbeit behandelt die Thematik der numerischen Evaluierung von Umweltmodellausgaben hinsichtlich ihrer Sensitivität und Unsicherheiten, wobei Methoden nach dem Stand der Technik angewandt, erweitert bzw. neue Verfahren entwickelt wurden. Im ersten Teil der Arbeit geht es im Kern darum, bestehende Methoden der Sensitivitätsanalyse mit einer neu entwickelten Methode zu vergleichen, die dazu dient, mittlere relative Modellausgabeveränderungen bei Störungen von nominalen Modelparameterwerten zu quantifizieren. Die neu entwickelte Methode ist hierbei auf andere Modelle ähnlicher Komplexität anwendbar, bezieht die Aussage über Ausgabesensitivität auf Veränderungen einer Zielfunktion, berechnet Sensitivitäten über einen großen Parameterraum und berücksichtigt nicht vernachlässigbare Parameterkorrelationen. Dazu wird ein Index eingeführt, der Modellparameter hinsichtlich ihrer Wichtigkeit für verschiedene Modellausgaben einstuft. Desweiteren wird eine Methode entwickelt, die in Hinblick auf eine zu erwartende Veränderung einer Zielfunktion Modellparameter für weitere Zwecke selektiert. Der neue Index und die neue Selektionsmethode werden mit bestehenden Arbeiten verglichen. Die numerische Grundlage für den Index und die Selektionsmethode ist eine Matrix, die numerisch bestimmte gemischte Ableitungen erster Ordnung des Modellcodes nach 66 Modellparametern enthält. Basierend auf den Ergebnissen der Eigenwertzerlegung dieser Matrix, wird der Parameterindex und die Selektionsmethode vorgestellt. Die 66 Modellparameter sind aus Prozessbeschreibungen für die Berechnung der latenten und fühlbaren Wärme sowie der Photosynthese eines komplexen Landoberflächenmodells entnommen. Im Rahmen der Arbeit wird gezeigt, dass der vorgestellte Index, welcher Korrelationen berücksichtigt, mehr Modellparameter als wichtig einstuft, als ein Index, der diese nicht berücksichtigt. Desweiteren sind die Ergebnisess der neu vorgestellten Parameterselektionsmethode mit denen einer hochqualitativen existierenden Methode vergleichbar, ...
Sensitivity and uncertainty analysis of environmental models
Die vorliegende Arbeit behandelt die Thematik der numerischen Evaluierung von Umweltmodellausgaben hinsichtlich ihrer Sensitivität und Unsicherheiten, wobei Methoden nach dem Stand der Technik angewandt, erweitert bzw. neue Verfahren entwickelt wurden. Im ersten Teil der Arbeit geht es im Kern darum, bestehende Methoden der Sensitivitätsanalyse mit einer neu entwickelten Methode zu vergleichen, die dazu dient, mittlere relative Modellausgabeveränderungen bei Störungen von nominalen Modelparameterwerten zu quantifizieren. Die neu entwickelte Methode ist hierbei auf andere Modelle ähnlicher Komplexität anwendbar, bezieht die Aussage über Ausgabesensitivität auf Veränderungen einer Zielfunktion, berechnet Sensitivitäten über einen großen Parameterraum und berücksichtigt nicht vernachlässigbare Parameterkorrelationen. Dazu wird ein Index eingeführt, der Modellparameter hinsichtlich ihrer Wichtigkeit für verschiedene Modellausgaben einstuft. Desweiteren wird eine Methode entwickelt, die in Hinblick auf eine zu erwartende Veränderung einer Zielfunktion Modellparameter für weitere Zwecke selektiert. Der neue Index und die neue Selektionsmethode werden mit bestehenden Arbeiten verglichen. Die numerische Grundlage für den Index und die Selektionsmethode ist eine Matrix, die numerisch bestimmte gemischte Ableitungen erster Ordnung des Modellcodes nach 66 Modellparametern enthält. Basierend auf den Ergebnissen der Eigenwertzerlegung dieser Matrix, wird der Parameterindex und die Selektionsmethode vorgestellt. Die 66 Modellparameter sind aus Prozessbeschreibungen für die Berechnung der latenten und fühlbaren Wärme sowie der Photosynthese eines komplexen Landoberflächenmodells entnommen. Im Rahmen der Arbeit wird gezeigt, dass der vorgestellte Index, welcher Korrelationen berücksichtigt, mehr Modellparameter als wichtig einstuft, als ein Index, der diese nicht berücksichtigt. Desweiteren sind die Ergebnisess der neu vorgestellten Parameterselektionsmethode mit denen einer hochqualitativen existierenden Methode vergleichbar, ...
Sensitivity and uncertainty analysis of environmental models
Göhler, Maren (author) / Attinger, Sabine / Kleidon-Hildebrandt, Anke
2013-01-01
Theses
Electronic Resource
English
Uncertainty and Sensitivity Analysis for Models with Calibrated Parameters
| British Library Conference Proceedings | 2009
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