Computersimulationen sind ein zentrales Werkzeug vieler wissenschaftlicher Disziplinen, mit denen komplexe Systeme untersucht und Vorhersagen erstellt werden. Insbesondere die Erforschung des Klimawandels stützt sich auf numerische Modelle des Erdsystems. Mit ihren quantitativen Vorhersagen haben diese Modelle Einfluss auf die Kommunikation und Wahrnehmung des Klimawandels und damit eine mächtige Stellung in der Gesellschaft. Aber wie funktionieren Klimamodelle überhaupt? In diesem Kurs erproben die Teilnehmenden, wie numerische Simulationen funktionieren und erarbeiten sich damit ein Verständnis von Klimamodellierung.

Der Kurs beginnt mit den Grundlagen jeder numerischen Modellierung: Die Teilnehmenden lernen an verschiedenen Beispielen, z. B. dem Treibhauseffekt, physikalische Systeme mathematisch zu beschreiben und die aufgestellten Differentialgleichungen in Programmcode umzusetzen. So erstellen sie selbst einfache numerische Modelle. In Bezug auf das Klimasystem analysiert der Kurs, welche Besonderheiten die Modellierung dieses komplexen und chaotischen Systems bereithält. Insbesondere setzen die Teilnehmenden sich kritisch mit den Limitierungen der Klimamodellierung und ihren Unsicherheiten auseinander. Sie hinterfragen die Modellentstehung im historischen Kontext und reflektieren, wie die Werte von Modelliererinnen und Modellierern in ihre Forschung eingehen.

Um die Modelle besser verstehen und mit ihnen experimentieren zu können, programmieren die Teilnehmenden mit Python. Die Einführung in die Programmiersprache ist dabei Bestandteil des Kurses, und die praktischen Aufgaben lösen sie in Gruppenarbeit. Neben Referaten und Textarbeit hinterfragen die Teilnehmenden den Inhalt in Diskussionen.

Als mathematische Vorkenntnis für den Kurs ist das sichere Ableiten ausreichend. Programmierkenntnisse werden keine vorausgesetzt.