Geoökologie - Master of Science

Masterarbeit

Recurrence Analysis of Eddy Covariance Fluxes

Milan Flach (07/2014-01/2015)

Betreuer: Holger Lange, Michael Hauhs, Christina Bogner, Britta Aufgebauer, Thomas Foken, Wolfgang Babel

Mithilfe einer relativ neuen statistischen Methode - Recurrence Network Analysis - werden Daten des meteorologischen Messturms Waldstein-Weidenbrunnen und globalen turbulenten Flüssen aus FLUXNET ausgewertet.

Masterarbeit am Lehrstuhl Ökologische Modellbildung in Kooperation mit der Abteilung Mikrometeorologie

Das FLUXNET ist ein globales Netz von mikrometeorologischen Messtürmen zur Ermittlung von turbulenten vertikalen Flüssen in der atmosphärischen Grenzschicht. Das primäre Forschungsziel an der Messstation Waldstein-Weidenbrunnen ist die Untersuchung des Energie- und Stoffaustausches in einem Waldökosystem unter besonderer Berücksichtigung turbulenter Strukturen und der Wechselbeziehungen zwischen Atmosphäre, Pflanze und Boden. Die Daten werden mehrfach pro Sekunde gemessen und zu Halbstundenwerten aggregiert.

Recurrence Networks Analysis ist eine innovative statistische Methode, die Wiederholungen einer Zeitreihe im mehrdimensionalen Phasenraum analysiert. Dabei ist von Vorteil, im Gegensatz zu anderen statistischen Methoden, dass die Zeitreihe nicht unbedingt stationär sein muss.

Es sollen zu 5-Minuten aggregierte Flüsse mit Halbstundenwerten am Waldstein-Weidenbrunnen verglichen werden. Zudem werden auf globaler Ebene wichtige Messgrößen der Recurrence Quantification Analysis wie Vorhersagezeit eines Zustands, Determinismus, Entropie und Erhaltungszeit eines Zustands miteinander verglichen. Cross Recurrence Plots können Aufschluss über Abhängigkeiten zwischen zwei Flüssen geben. 

Voraussetzung: Teilnahme an der Vorlesung/Übung Zeitreihenanalyse