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numerische Instabilität

 
     
  bei der numerischen Simulation an einzelnen Gitterpunkten im Laufe der Zeit immer weiter anwachsende Störung, die eine realistische numerische Lösung verhindert. Bei den Rechnungen kann die numerische Instabilität meist dadurch verhindert werden, dass der Zeitschritt dem Courant-Friedrichs-Lewy-Kriterium angepasst wird. Instabilitäten können aber auch dadurch entstehen, dass die Modellgleichungen nur ein Teil der atmosphärischen Vorgänge beinhalten und wichtige Prozesse nicht auflösen können. So wird in der Natur bei kleinräumigen Vorgängen die kinetische Energie auf immer kleinere Wirbel übertragen, bis sie schliesslich im molekularen Bereich in innere Energie übergeht.


Bei der numerischen Simulation ist diese Energiekaskade zu immer kleineren Strukturen unterbrochen, da der Durchmesser der kleinsten auflösbaren Wirbel dem zweifachen der Gitterweite entspricht. Die Energie staut sich bei dieser Wellenlänge und lässt Wirbel dieser Grösse im Laufe der Zeit immer weiter anwachsen, bis dies schliesslich zur Instabilität führt.
 
 

 

 

 
 
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