25 jahre mpi: was wollten wir lernen? was haben wir gelernt? was ist noch zu lernen? steinhausen...

94
25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Upload: lorelei-dost

Post on 05-Apr-2015

121 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

25 Jahre MPI:

Was wollten wir lernen?

Was haben wir gelernt?

Was ist noch zu lernen?

Steinhausen 2006

Klaus Hasselmann

Page 2: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

25 Jahre MPI:

Was wollten wir lernen?

Was haben wir gelernt?

Was ist noch zu lernen?

Steinhausen 2006

Klaus Hasselmann

Rückblicke und Ausblicke eines Weiterwandernden

Page 3: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

Page 4: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

Page 5: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

III. Ab 2000: Ausblicke, über das MPI hinaus

Page 6: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Phase I, 1975-1987:

die Aufbauphase am MPI

Page 7: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Phase I, 1975-1987:

die Aufbauphase am MPI

Hans von Storch, Dirk Olbers, July 2006:

“I think it was one of your weaknesses that you have not been very good in telling the full picture.”

Page 8: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Phase I, 1975-1987:

die Aufbauphase am MPI

Hans von Storch, Dirk Olbers, July 2006:

“I think it was one of your weaknesses that you have not been very good in telling the full picture.”

Also nun, etwas verspätet, das volle authentische Bild…….

Page 9: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Grundsätzliche Klimafragen im Jahre 1975 (3 Jahre vor Gründung des Weltklimaforschungsprogramms)

1. Was ist die Ursache der natürlichen Klimaschwankungen?

Page 10: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Grundsätzliche Klimafragen im Jahre 1975 (3 Jahre vor Gründung des Weltklimaforschungsprogramms)

1. Was ist die Ursache der natürlichen Klimaschwankungen?

2. Wie kann man natürliche Klimaschwankungen und anthropogene Klimaänderungen unterscheiden?

Page 11: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Grundsätzliche Klimafragen im Jahre 1975 (3 Jahre vor Gründung des Weltklimaforschungsprogramms)

1. Was ist die Ursache der natürlichen Klimaschwankungen?

2. Wie kann man natürliche Klimaschwankungen und anthropogene Klimaänderungen unterscheiden?

3. Wie kann man Klimaänderungen berechnen?

Page 12: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Grundsätzliche Klimafragen im Jahre 1975 (3 Jahre vor Gründung des Weltklimaforchungsprogramms)

1. Was ist die Ursache der natürlichen Klimaschwankungen?

MPI: 1) Stochastische Klimamodelle, mehrere Arbeiten.

2. Wie kann man natürliche Klimaschwankungen und anthropogene Klimaänderungen unterscheiden?

3. Wie kann man Klimaänderungen berechnen?

Page 13: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Grundsätzliche Klimafragen im Jahre 1975 (3 Jahre vor Gründung des Weltklimaforchungsprogramms)

1. Was ist die Ursache der natürlichen Klimaschwankungen?

MPI: 1) Stochastische Klimamodelle, mehrere Arbeiten. Noch offen: Beiträge durch 2) externe Einwirkungen und 3) nichtlineare Wechselwirkungen innerhalb des langsamen Klimasystems.

2. Wie kann man natürliche Klimaschwankungen und anthropogene Klimaänderungen unterscheiden?

3. Wie kann man Klimaänderungen berechnen?

Page 14: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Grundsätzliche Klimafragen im Jahre 1975 (3 Jahre vor Gründung des Weltklimaforchungsprogramms)

1. Was ist die Ursache der natürlichen Klimaschwankungen?

MPI: 1) Stochastische Klimamodelle, mehrere Arbeiten. Noch offen: Beiträge durch 2) externe Einwirkungen und 3) nichtlineare Wechselwirkungen innerhalb des langsamen Klimasystems.

2. Wie kann man natürliche Klimaschwankungen und anthropogene Klimaänderungen unterscheiden?

MPI 1979: Signal-to-noise Arbeit, relevant erst ab 1993

3. Wie kann man Klimaänderungen berechnen?

Page 15: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Grundsätzliche Klimafragen im Jahre 1975 (3 Jahre vor Gründung des Weltklimaforchungsprogramms)

1. Was ist die Ursache der natürlichen Klimaschwankungen?

MPI: 1) Stochastische Klimamodelle, mehrere Arbeiten. Noch offen: Beiträge durch 2) externe Einwirkungen und 3) nichtlineare Wechselwirkungen innerhalb des langsamen Klimasystems.

2. Wie kann man natürliche Klimaschwankungen und anthropogene Klimaänderungen unterscheiden?

MPI 1979: Signal-to-noise Arbeit, relevant erst ab 1993

3. Wie kann man Klimaänderungen berechnen?

MPI: AGCM vorhanden durch MI (später ersetzt durch ECMWF Modell), daher 1. Priorität: Ozean GCM (LSG) und CO2 Ozeanmodell

Page 16: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Strategie von Phase I:

Erprobung des Konzepts des stochastischen Klimamodells anhand einfacher Klimamodelle sowie gleichzeitig parallele Erstellung eines realistichen gekoppelten Ozean-Atmosphäre-Kohenstoffkreislauf-Modells.

Page 17: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Strategie von Phase I:

Erprobung des Konzepts des stochastischen Klimamodells anhand einfacher Klimamodelle sowie gleichzeitig parallele Erstellung eines realistichen gekoppelten Ozean-Atmosphäre-Kohenstoffkreislauf-Modells.

Ziel: Nach Erstellung eines realistischen Klimamodells, Anwendung des stochastischen Klimamodellkonzepts zur Analyse der natürlichen Klimavariabilität.

Page 18: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Strategie von Phase I:

Erprobung des Konzepts des stochastischen Klimamodells anhand einfacher Klimamodelle sowie gleichzeitig parallele Erstellung eines realistichen gekoppelten Ozean-Atmosphäre-Kohenstoffkreislauf-Modells.

Ziel: Nach Erstellung eines realistischen Klimamodells, Anwendung des stochastischen Klimamodellkonzepts zur Analyse der natürlichen Klimavariabilität.

Realisierung: Maier-Reimer und Mikolajewicz: Arbeit über Erzeugung natürlicher Variabilität der ozeanischen Zirkulation durch atmosphärische Variabilität.

Page 19: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Strategie von Phase I:

Erprobung des Konzepts des stochastischen Klimamodells anhand einfacher Klimamodelle sowie gleichzeitig parallele Erstellung eines realistichen gekoppelten Ozean-Atmosphäre-Kohenstoffkreislauf-Modells.

Ziel: Nach Erstellung eines realistischen Klimamodells, Anwendung des stochastischen Klimamodellkonzepts zur Analyse der natürlichen Klimavariabilität.

Realisierung: Maier-Reimer und Mikolajewicz: Arbeit über Erzeugung natürlicher Variabilität der ozeanischen Zirkulation durch atmosphärische Variabilität, danach MPI aber abgelenkt durch andere Entwicklungen.

Page 20: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Strategie von Phase I:

Erprobung des Konzepts des stochastischen Klimamodells anhand einfacher Klimamodelle sowie gleichzeitig parallele Erstellung eines realistichen gekoppelten Ozean-Atmosphäre-Kohenstoffkreislauf-Modells.

Ziel: Nach Erstellung eines realistischen Klimamodells, Anwendung des stochastischen Klimamodellkonzepts zur Analyse der natürlichen Klimavariabilität.

Realisierung: Maier-Reimer und Mikolajewicz: Arbeit über Erzeugung natürlicher Variabilität der ozeanischen Zirkulation durch atmosphärische Variabilität, danach MPI aber abgelenkt durch andere Entwicklungen.

(Neuerdings aber erfreulicher Weise wieder aufgegriffen durch Jin von Storch und Rita Seiffert)

Page 21: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Andere Entwicklungen:

1) Vorhersage natürlicher Klimaschwankungen in Zeitskalenbereich von Monaten bis zu einem Jahr, insbesondere el Nino (eine neuer Bandwaggon) mit:

a) einfachen statistischen (z.B.cyclostationären) linearen Regressions-Modellen,

Page 22: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Andere Entwicklungen:

1) Vorhersage natürlicher Klimaschwankungen in Zeitskalenbereich von Monaten bis zu einem Jahr, insbesondere el Nino (eine neuer Bandwaggon) mit:

a) einfachen statistischen (z.B.cyclostationären) linearen Regressions-Modellen,

b) vereinfachten Ozean-Atmosphäre Modellen

Page 23: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Andere Entwicklungen:

1) Vorhersage natürlicher Klimaschwankungen in Zeitskalenbereich von Monaten bis zu einem Jahr, insbesondere el Nino (eine neuer Bandwaggon) mit:

a) einfachen statistischen (z.B.cyclostationären) linearen Regressions-Modellen,

b) vereinfachten Ozean-Atmosphäre Modellen

2) PIPs und POPs: Projektion komplexer Modelle auf einfache Modelle

Page 24: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Andere Entwicklungen:

1) Vorhersage natürlicher Klimaschwankungen in Zeitskalenbereich von Monaten bis zu einem Jahr, insbesondere el Nino (eine neuer Bandwaggon) mit:

a) einfachen statistischen (z.B.cyclostationären) linearen Regressions-Modellen,

b) vereinfachten Ozean-Atmosphäre Modellen

2) PIPs und POPs: Projektion komplexer Modelle auf einfache Modelle

3) ESA plant ERS-1 als SEASAT-Nachfolge -> Seegangs- und Fernerkundungs-Arbeiten (SFB 94)

Page 25: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Andere Entwicklungen:

1) Vorhersage natürlicher Klimaschwankungen in Zeitskalenbereich von Monaten bis zu einem Jahr, insbesondere el Nino (eine neuer Bandwaggon) mit:

a) einfachen statistischen (z.B.cyclostationären) linearen Regressions-Modellen,

b) vereinfachten Ozean-Atmosphäre Modellen

2) PIPs und POPs: Projektion komplexer Modelle auf einfache Modelle

3) ESA plant ERS-1 als SEASAT-Nachfolge -> Seegangs- und Fernerkundungs-Arbeiten (SFB 94)

(4. Privates Hobby: Grundlagen der Quantenfeldtheorie - seit Feynman-Diagram Arbeit 1966 über Wellen-Wellen-Wechselwirkungen )

Page 26: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

Page 27: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

Übergang Phase I Phase II:

• Größere Arbeitsgruppen durch Mittel des BMFT (BMBF) und der EU

Page 28: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

Übergang Phase I Phase II:

• Größere Arbeitsgruppen durch Mittel des BMFT (BMBF) und der EU

• Seminarverlegung aus dem Arbeitszimmer-KH in den Seminarraum

Page 29: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

Übergang Phase I Phase II:

• Größere Arbeitsgruppen durch Mittel des BMFT (BMBF) und der EU

• Seminarverlegung aus dem Arbeitszimmer-KH in den Seminarraum

• Errichtung des DKRZ

Page 30: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

Übergang Phase I Phase II:

• Größere Arbeitsgruppen durch Mittel des BMFT (BMBF) und der EU

• Seminarverlegung aus dem Arbeitszimmer-KH in den Seminarraum

• Errichtung des DKRZ

• Berufung von Lennart Bengtsson, mit Übernahme der früheren Fischer-Gruppe des MI (Roeckner u.a.)

Page 31: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Damit vielseitige Weiterentwicklungen:

• Ausbau des Hamburger Klimamodells ECHAM-LSG zu einem international führenden Klimamodell (Bengtsson,Roeckner,Maier-Reimer u.a.)

Page 32: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Damit vielseitige Weiterentwicklungen:

• Ausbau des Hamburger Klimamodells ECHAM-LSG zu einem international führenden Klimamodell (Bengtsson,Roeckner,Maier-Reimer u.a.)

• Erweiterung der atmosphärischen und ozeanischen Chemie- und Tracermodellierung (Roeckner, Maier-Reimer, Heimann, u.a., Kooperation mir Cruzen)

Page 33: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Damit vielseitige Weiterentwicklungen:

• Ausbau des Hamburger Klimamodells ECHAM-LSG zu einem international führenden Klimamodell (Bengtsson,Roeckner,Maier-Reimer u.a.)

• Erweiterung der atmosphärischen und ozeanischen Chemie- und Tracermodellierung (Roeckner, Maier-Reimer, Heimann, u.a., Kooperation mir Cruzen)

• Verbesserte El Nino Vorhersagen (Latif u.a.)

Page 34: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Damit vielseitige Weiterentwicklungen:

• Ausbau des Hamburger Klimamodells ECHAM-LSG zu einem international führenden Klimamodell (Bengtsson,Roeckner,Maier-Reimer u.a.)

• Erweiterung der atmosphärischen und ozeanischen Chemie- und Tracermodellierung (Roeckner, Maier-Reimer, Heimann, u.a., Kooperation mir Cruzen)

• Verbesserte El Nino Vorhersagen (Latif u.a.)

• Wechselwirkungen Stratosphäre-Atmosphäre, Vulkanmodelle (Graf, Oberhuber u.a.)

Page 35: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Damit vielseitige Weiterentwicklungen:

• Ausbau des Hamburger Klimamodells ECHAM-LSG zu einem international führenden Klimamodell (Bengtsson,Roeckner,Maier-Reimer u.a.)

• Erweiterung der atmosphärischen und ozeanischen Chemie- und Tracermodellierung (Roeckner, Maier-Reimer, Heimann, u.a., Kooperation mir Cruzen)

• Verbesserte El Nino Vorhersagen (Latif u.a.)

• Wechselwirkungen Stratosphäre-Atmosphäre, Vulkanmodelle (Graf, Oberhuber u.a.)

• Szenarienrechnungen für IPCC (Cubasch, u.a.)

Page 36: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Damit vielseitige Weiterentwicklungen:

• Ausbau des Hamburger Klimamodells ECHAM-LSG zu einem international führenden Klimamodell (Bengtsson,Roeckner,Maier-Reimer u.a.)

• Erweiterung der atmosphärischen und ozeanischen Chemie- und Tracermodellierung (Roeckner, Maier-Reimer, Heimann, u.a., Kooperation mir Cruzen)

• Verbesserte El Nino Vorhersagen (Latif u.a.)

• Wechselwirkungen Stratosphäre-Atmosphäre, Vulkanmodelle (Graf, Oberhuber u.a.)

• Szenarienrechnungen für IPCC (Cubasch, u.a.)

• Detection-and-Attribution Arbeiten (v. Storch, Hegerl, KH, u.a.)

Page 37: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Damit vielseitige Weiterentwicklungen:

• Ausbau des Hamburger Klimamodells ECHAM-LSG zu einem international führenden Klimamodell (Bengtsson,Roeckner,Maier-Reimer u.a.)

• Erweiterung der atmosphärischen und ozeanischen Chemie- und Tracermodellierung (Roeckner, Maier-Reimer, Heimann, u.a., Kooperation mir Cruzen)

• Verbesserte El Nino Vorhersagen (Latif u.a.)

• Wechselwirkungen Stratosphäre-Atmosphäre, Vulkanmodelle (Graf, Oberhuber u.a.)

• Szenarienrechnungen für IPCC (Cubasch, u.a.)

• Detection-and-Attribution Untersuchungen (v. Storch, Hegerl, u.a.)

• Gekoppelte Klima-sozioökonomische Modelle (v.Storch, KH, u.a.)

Page 38: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Weiterentwicklungen in der Seegangsforschung und Satelliten-Fernerkundung

•Erstellung des operationellen globalen Seegangsmodells WAM der 3.Generation in Zusammenarbeit mit der WAM Gruppe

Page 39: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Weiterentwicklungen in der Seegangsforschung und Satelliten-Fernerkundung

•Erstellung des operationellen globalen Seegangsmodells WAM der 3.Generation in Zusammenarbeit mit der WAM Gruppe

•Operationelle Ableitung von 2-dimensionalen Seegangsspektren aus ERS-1 SAR Aufnahmen

Page 40: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Weiterentwicklungen in der Seegangsforschung und Satelliten-Fernerkundung

•Erstellung des operationellen globalen Seegangsmodells WAM der 3.Generation in Zusammenarbeit mit der WAM Gruppe

•Operationelle Ableitung von 2-dimensionalen Seegangsspektren aus ERS-1 SAR Aufnahmen

•Assimilation von SAR Seegangsspektren für die operationelle Seegangsvorhersage (noch nicht implementiert)

Page 41: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Weiterentwicklung des privaten Projekts Grundlagen der Quantenfeldtheorie

• Erweiterung auf Gravitation

Page 42: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Weiterentwicklung des privaten Projekts Grundlagen der Quantenfeldtheorie

• Erweiterung auf Gravitation

• Entwicklung des Metronmodells, eines vereinheitlichten klassischen Modells von Feldern und Teilchen; 1. Vortrag 1991, Veröffentlichungen 1997 (Teile 1,2) und 1998 (Teile 3,4)

Page 43: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Weiterentwicklung des privaten Projekts Grundlagen der Quantenfeldtheorie

• Erweiterung auf Gravitation

• Entwicklung des Metronmodells, eines vereinheitlichten klassischen Modells von Feldern und Teilchen; 1. Vortrag 1991, Veröffentlichungen 1997 (Teile 1,2) und 1998 (Teile 3,4)

• Beginn der Berechnung von Metronlösungen

Page 44: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

III. Ab 2000: Ausblicke, über das MPI hinaus

Page 45: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

III. Ab 2000: Ausblicke, über das MPI hinaus

Was haben wir gelernt? (Haben wir unsere Ziele erreicht?)

Page 46: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

III. Ab 2000: Ausblicke, über das MPI hinaus

Was haben wir gelernt? (Haben wir unsere Ziele erreicht?)

Was ist noch zu lernen?

Page 47: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Drei Phasen:

I. 1975-1987: die Aufbauphase am MPI

II. 1988-2000: die Ausbauphase am MPI

III. Ab 2000: Ausblicke, über das MPI hinaus

Was haben wir gelernt? (Haben wir unsere Ziele erreicht?)

Was ist noch zu lernen?

(Fragen hauptsächlich an die Zuhörer!)

Page 48: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Hauptziel: Erdsystemmodell

Page 49: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Hauptziel: Erdsystemmodell

1) Erstellung des Erdsystemmodells

Page 50: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Hauptziel: Erdsystemmodell

1) Erstellung des Erdsystemmodells

2) Anwendungen des Erdsystemmodells

Page 51: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

1. Das Erdsystemmodell

Biogeochemische Kreisläufe (Jena, Mainz)

Physikalisches System (Hamburg)

Sozioökonomisches System (PIK)

Page 52: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

1. Das Erdsystemmodell

? ?

?

Physikalisches System (Hamburg)

Sozioökonomisches System (PIK)

Biogeochemische Kreisläufe (Jena, Mainz)

Page 53: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

1. Das Erdsystemmodell

Physikalisches System (Hamburg)

Sozioökonomisches System (PIK)

Eisschilde? Erdkruste?

Ökonomie? Medien? Politik?

Langzeitprozesse?

Biogeochemische Kreisläufe (Jena, Mainz)

? ?

?

Page 54: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

1. Das Erdsystemmodell

2. Anwendungen des Erdsystemmodells

Page 55: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Anwendungen des Erdsystemmodells

1. Ursachen der natürlichen Klimavariabilität im Zeitskalenbereich 102 < t <106 Jahren

• Biogeochemische Wechselwirkungen?

Page 56: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Anwendungen des Erdsystemmodells

1. Ursachen der natürlichen Klimavariabilität im Zeitskalenbereich 102 < t <106 Jahren

• Biogeochemische Wechselwirkungen?

• Eisschildinstabilitäten?

Page 57: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Anwendungen des Erdsystemmodells

1. Ursachen der natürlichen Klimavariabilität im Zeitskalenbereich 102 < t <106 Jahren

• Biogeochemische Wechselwirkungen?

• Eisschildinstabilitäten?

• Milankowitsch (+ Nichtlinearitäten ?)

Page 58: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Anwendungen des Erdsystemmodells

1. Ursachen der natürlichen Klimavariabilität im Zeitskalenbereich 102 < t <106 Jahren

• Biogeochemische Wechselwirkungen?

• Eisschildinstabilitäten?

• Milankowitsch (+ Nichtlinearitäten ?)

• Schwankungen der Sonnenstrahlung?

Page 59: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

1. Ursachen der natürlichen Klimavariabilität im Zeitskalenbereich 102 < t <106 Jahren

• Biogeochemische Wechselwirkungen?

• Eisschildinstabilitäten?

• Milankowitsch (+ Nichtlinearitäten ?)

• Schwankungen der Sonnenstrahlung?

2. Vorhersagbarkeit der natürlichen Klimavariabilität im Zeitskalenbereich 1 < t <102 Jahren

Mit dem Erdsystemmodell zu untersuchende offene Fragen

Page 60: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

1. Ursachen der natürlichen Klimavariabilität im Zeitskalenbereich 102 < t <106 Jahren

• Biogeochemische Wechselwirkungen?

• Eisschildinstabilitäten?

• Milankowitsch (+ Nichtlinearitäten ?)

• Schwankungen der Sonnenstrahlung?

2. Vorhersagbarkeit der natürlichen Klimavariabilität im Zeitskalenbereich 1 < t <102 Jahren

3. Unterscheidung natürlicher und anthropogener Beiträge zu Änderungen in extremen Ereignissen

Mit dem Erdsystemmodell zu untersuchende offene Fragen

Page 61: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

4. Quantisierung möglicher Instabilitäten des Klimasystems:

• Thermohaline Ozeanzirkulation

Mit dem Erdsystemmodell zu untersuchende offene Fragen

Page 62: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

4. Quantisierung möglicher Instabilitäten des Klimasystems:

• Thermohaline Ozeanzirkulation

• Westantarktisches und Grönland-Eisschild

Mit dem Erdsystemmodell zu untersuchende offene Fragen

Page 63: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

4. Quantisierung möglicher Instabilitäten des Klimasystems:

• Thermohaline Ozeanzirkulation

• Westantarktisches und Grönland-Eisschild

• Methanfreigabe

Mit dem Erdsystemmodell zu untersuchende offene Fragen

Page 64: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

4. Quantisierung möglicher Instabilitäten des Klimasystems:

• Thermohaline Ozeanzirkulation

• Westantarktisches und Grönland-Eisschild

• Methanfreigabe

• .......

Mit dem Erdsystemmodell zu untersuchende offene Fragen

Page 65: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

4. Quantisierung möglicher Instabilitäten des Klimasystems:

• Thermohaline Ozeanzirkulation

• Westantarktisches und Grönland-Eisschild

• Methanfreigabe

• .......

5. Szenarienrechnungen zum anthropogenen Klimawandel

Mit dem Erdsystemmodell zu untersuchende offene Fragen

Page 66: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

4. Quantisierung möglicher Instabilitäten des Klimasystems:

• Thermohaline Ozeanzirkulation

• Westantarktisches und Grönland-Eisschild

• Methanfreigabe

• .......

5. Szenarienrechnungen zum anthropogenen Klimawandel

6. Wechselwirkungen Wissenschaft, Medien, Wirtschaft, Politik (lange Latte offener Fragen)

Mit dem Erdsystemmodell zu untersuchende offene Fragen

Page 67: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Seegang und Fernerkundung

1. Inkrementale Verbesserungen des globalen Seegangsmodells WAM

Page 68: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Seegang und Fernerkundung

1. Inkrementale Verbesserungen des globalen Seegangsmodells WAM

2. Inkrementale Verbesserungen der Algorithmen zur Gewinnung von 2-dimensionalen Seegangsspektren aus Sattelliten SAR-Daten

Page 69: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Seegang und Fernerkundung

1. Inkrementale Verbesserungen des globalen Seegangsmodells WAM

2. Inkrementale Verbesserungen der Algorithmen zur Gewinnung von 2-dimensionalen Seegangsspektren aus Sattelliten SAR-Daten

3. Assimilation der entsprechenden 2-dimensionalen Seegangsspektren in operationellen Seegangsvorhersagemodellen

Page 70: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Seegang und Fernerkundung

1. Inkrementale Verbesserungen des globalen Seegangsmodells WAM

2. Inkrementale Verbesserungen der Algorithmen zur Gewinnung von 2-dimensionalen Seegangsspektren aus Sattelliten SAR-Daten

3. Assimilation der entsprechenden 2-dimensionalen Seegangsspektren in operationellen Seegangsvorhersagemodellen

4. Vorhersage von Seegang im flachen Wasser

Page 71: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Seegang und Fernerkundung

1. Inkrementale Verbesserungen des globalen Seegangsmodells WAM

2. Inkrementale Verbesserungen der Algorithmen zur Gewinnung von 2-dimensionalen Seegangsspektren aus Sattelliten SAR-Daten

3. Assimilation der entsprechenden 2-dimensionalen Seegangsspektren in operationellen Seegangsvorhersagemodellen

4. Vorhersage von Seegang im flachen Wasser

5. Statistik und Theorie von “freak waves” (“rogue waves”, “monster waves”, “Kavenzmännern”)

Page 72: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Seegang und Fernerkundung

1. Inkrementale Verbesserungen des globalen Seegangsmodells WAM

2. Inkrementale Verbesserungen der Algorithmen zur Gewinnung von 2-dimensionalen Seegangsspektren aus Sattelliten SAR-Daten

3. Assimilation der entsprechenden 2-dimensionalen Seegangsspektren in operationellen Seegangsvorhersagemodellen

4. Vorhersage von Seegang im flachen Wasser

5. Statistik und Theorie von “freak waves” (“rogue waves”, “monster waves”, “Kavenzmännern”)

(Wird heute nicht mehr am Institut - oder von mir - verfolgt)

Page 73: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Metron Theorie (Parts 1-4, Physics Essays, 1996-7)

Page 74: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Metron Theorie (Parts 1-4, Physics Essays, 1996-7)

Herausforderungen

• Nachweis der Existenz der postulierten Solitonlösungen der 8-d Einstein Vakuum Gleichungen

Page 75: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Metron Theorie (Parts 1-4, Physics Essays, 1996-7)

Herausforderungen

• Nachweis der Existenz der postulierten Solitonlösungen der 8-d Einstein Vakuum Gleichungen

•Wiedergabe des Spektrums der Elementarteilchen, entsprechend dem Standardmodell, einschließlich der 23 empirischen Konstanten des Standard Modells

Page 76: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Metron Theorie (Parts 1-4, Physics Essays, 1996-7)

Herausforderungen

• Nachweis der Existenz der postulierten Solitonlösungen der 8-d Einstein Vakuum Gleichungen

•Wiedergabe des Spektrums der Elementarteilchen, entsprechend dem Standardmodell, einschließlich der 23 empirischen Konstanten des Standard Modells

•Wiedergabe sämtlicher von der Quantentheorie erfolgreich beschriebenen Quantenphänomene (z.B. Atomspektren, Beugung am Doppelspalt,..)

Page 77: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Metron Theorie (Parts 1-4, Physics Essays, 1996-7)

Herausforderungen

• Nachweis der Existenz der postulierten Solitonlösungen der 8-d Einstein Vakuum Gleichungen (bei Existenz einer kleinsten Skala)

•Wiedergabe des Spektrums der Elementarteilchen, entsprechend dem Standardmodell, einschließlich der 23 empirischen Konstanten des Standard Modells

•Wiedergabe sämtlicher von der Quantentheorie erfolgreich beschriebenen Quantenphänomene (z.B. Atomspektren, Beugung am Doppelspalt,..)

Page 78: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Metron Theorie (Parts 1-4, Physics Essays, 1996-7)

Herausforderungen

• Nachweis der Existenz der postulierten Solitonlösungen der 8-d Einstein Vakuum Gleichungen (bei Existenz einer kleinsten Skala)

•Wiedergabe des Spektrums der Elementarteilchen, entsprechend dem Standardmodell, einschließlich der 23 empirischen Konstanten des Standard Modells Elektron-Neutrino Rest ein weiter Weg

•Wiedergabe sämtlicher von der Quantentheorie erfolgreich beschriebenen Quantenphänomene (z.B. Atomspektren, Beugung am Doppelspalt,..)

Page 79: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

Metron Theorie (Parts 1-4, Physics Essays, 1996-7)

Herausforderungen

• Nachweis der Existenz der postulierten Solitonlösungen der 8-d Einstein Vakuum Gleichungen (bei Existenz einer kleinsten Skala)

•Wiedergabe des Spektrums der Elementarteilchen, entsprechend dem Standardmodell, einschließlich der 23 empirischen Konstanten des Standard Modells Elektron-Neutrino Rest ein weiter Weg

•Wiedergabe sämtlicher von der Quantentheorie erfolgreich beschriebenen Quantenphänomene (z.B. Atomspektren, Beugung am Doppelspalt,..) Beispiel: Beugung am Doppelspalt; noch viel zu tun

Page 80: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

The origin of quantum theory:

the wave-particle duality paradox

Page 81: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40 50 60

y

x

y trajectories (single slit)Double slit experiment: single particle trajectory

Page 82: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40 50 60

y

x

y trajectories (single slit)Double slit experiment: single particle trajectory

measured

Page 83: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40 50 60

y

x

y trajectories (single slit)statistical ensemble of particle trajectories

Page 84: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40 50 60

y

x

y trajectories (single slit)statistical ensemble of particle trajectories

Copenhagen: existence of real particles and waves irreconcilable

Page 85: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40 50 60

y

x

y trajectories (single slit)statistical ensemble of particle trajectories

outputinput

Copenhagen:

meaningless to consider trajectories of individual particles or to ask through which slit a particular particle passed.

Page 86: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40 50 60

y

x

y trajectories (single slit)statistical ensemble of particle trajectories

outputinput

Copenhagen:

meaningless to consider trajectories of individual particles or to ask through which slit a particular particle passed.

Only measured and predictable quantities are meaningful

Page 87: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 10 20 30 40 50 60

y

x

y trajectories (single slit)statistical ensemble of particle trajectories (double slit)

metron

QT

metron model: both particles and waves exist

Page 88: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

-0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8

norm

aliz

ed t

heta

num

ber

densi

ties

theta

number densities (double slit) number densities (double slit)

QT

metron

metron initial

Page 89: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

0

1

2

3

4

5

6

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

norm

aliz

ed t

heta

num

ber

dens

ities

theta

number densities (single slit) number densities (single slit)

QT

metron

metron initial

Einzelschlitz: bisher unbefriedigendes Ergebnis (aber noch nicht endgültig).

Page 90: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

0

1

2

3

4

5

6

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

norm

aliz

ed t

heta

num

ber

dens

ities

theta

number densities (single slit) number densities (single slit)

QT

metron

metron initial

Einzelschlitz: bisher unbefriedigendes Ergebnis (aber noch nicht endgültig).

Make or break test: Quantentheorie durch Zeilinger et al (1992) gut bestätigt.

Page 91: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

The metron journey

Page 92: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

The metron journey – journey’s end ???

Page 93: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

The metron journey – journey’s end: version 1

Page 94: 25 Jahre MPI: Was wollten wir lernen? Was haben wir gelernt? Was ist noch zu lernen? Steinhausen 2006 Klaus Hasselmann

TERMINAL VISTA NUEVA

The metron journey – journey’s end: version 2