Numerisk modellering i Geoscience: Palæoklima

Kursusindhold

Kurset giver en introducerende indføring i numerisk modellering i Geoscience ved anvendelse af matematiske værktøjsprogrammer til scriptprogrammering (f.eks. MATLAB, R eller Python). Kurset fokusere på praktiske numeriske metoder med mindre fokus på matematisk udledning og beviser. Gennem eksempler vises usikkerhederne i metoderne. Metoderne perspektiveres til deres bredere anvendelse inden for geovidenskab. De introducerede numeriske metoder anvendes til at opbygge en kvantitativ beskrivelse (model) af en klima-ocean-geokemisk hændelse i Phanerozoikum. De studerende scripter/programmer progressivt en mere og mere kompleks model; først et homogent reservoir (boks) med én variabel til flere sammenhængende reservoir celler med flere variable. Modellerne løses som ligevægtsproblemer (linærer ligningssystemer) og tidsafhængige systemer (ordinære differentialligninger (ODE) og partielle differentialligninger (PDE)).

 

Kursets mål er, at den studerende ved afslutningen af kurset har opnået basale analytiske, numeriske og præsentationstekniske færdigheder til at kunne løse og formidle almindelige problemer i Geoscience ved scriptprogrammering i et matematiske-numeriske værktøjsprogram med følgende metoder:

  • Mindste kvadraters metode (Least squares methods)
  • Løsning af systemer af linærer algebraiske ligninger (Gauss–Jordan elimination og lignende)
  • Tilnærme funktioner til data-serier (ved singular value decomposition)
  • Numerisk integration (Trapezoidal sum, simpsons rule og lignende)
  • Løsning af ordinære differentialligninger (ODE), evaluering af stabilitet og usikkerhed (Eulers, implicit Euler og højere ordens metoder)
  • Optimering af parametre i systemer af ODE
  • Taylor serier og finite difference diskretisering
  • Løsning af 1D advektion-diffusion ligning
Engelsk titel

Numerisk modellering i Geoscience: Palæoklima

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i geologi-geoscience

Målbeskrivelse

Viden:

Den studerende har

  • Kendskab til de mest almindelige numeriske metoder i geoscience til løsning af lineære ligningssystemer, optimering af funktioner til data, systemer af ordinære differentialligninger samt partielle differentialligninger
  • Forståelse for hvornår hvilke metoder anvendes og kan vurdere metodens begrænsning og usikkerhed

 

Færdigheder:

Den studerende kan

  • Opstille matematiske ligninger til beskrivelse af geokemiske eller fysiske variable i Geoscience
  • Implementere kvantitative løsninger baseret på de numeriske metoder introduceret, ved anvendelse af et matematisk programmeringsværktøj (f.eks. MATLAB, R eller Python)
  • Fejlfinde i programmeringskode og funktioner
  • Dokumentere og kommentere programmeringskode
  • Afbilde resultater grafisk i et matematisk programmeringsværktøj

 

Kompetencer:

Den studerende kan

  • Diskutere anvendelsesområder for de introducerede numeriske metoder
  • Evaluere, analysere og bearbejde numeriske modelresultater
  • Redegøre for usikkerheden på en numerisk metode
  • Diagnosticere fejl i programkode
  • Forklare og perspektivere de introducerede numeriske metoder til andre anvendelser
  • Kombinere flere numeriske metoder i løsning af relaterede problemer

Undervisningen foregår ved forelæsninger, selvstendigt arbejde til øvelser der munder ud i 6 delrapporter.

Se kursushjemmeside på Absalon

For at følge undervisningen anbefales et fagligt niveau svarende til BSc i geologi-geoscience uddannelsens obligatoriske kurser på 1. år (dvs. svarende til 60 ECTS).

Løbende feedback i undervisningsforløbet

Løbende mundtlig og skriftlig individuel og kollektiv feedback i løbet af kurset

ECTS
7,5 ECTS
Prøveform
Løbende bedømmelse
Prøveformsdetaljer
Løbende bedømmelse af 6 delrapporter, en hver uge. Endelige karakter er et gennemsnit af karakteren for hver delrapport. Kun en delrapport kan genafleveres til genbedømmelse inden eksamensugen.
Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt
Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne medbedømmere
Kriterier for bedømmelse

Der henvises til målbeskrivelsen

Enkeltfag dagtimer (tompladsordning)

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 28
  • Forberedelse (anslået)
  • 164
  • Øvelser
  • 14
  • Total
  • 206

Kursusinformation

Undervisningssprog
Dansk
Kursusnummer
NIGB21027U
ECTS
7,5 ECTS
Niveau
Bachelor
Varighed

1 blok

Placering
Blok 3
Skemagruppe
B
Kapacitet
55
Der kan være færre pladser i eftertilmeldingsperioden
Studienævn
Studienævn for Geovidenskaber og Planlægning
Udbydende institut
  • Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning
Udbydende fakultet
  • Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Kursusansvarlig
  • Christian J. Bjerrum   (3-7279714f78767d3d7a843d737a)
Gemt den 28-02-2022

Are you BA- or KA-student?

Are you bachelor- or kandidat-student, then find the course in the course catalog for students:

Courseinformation of students