Nichtlineare Methoden zur Quantifizierung von Abhängigkeiten und ...

52 KAPITEL 3. SCHÄTZEN VON ENTROPIEN UND INFORMATIONEN
3.7 Räumliche Abhängigkeit des Windes
Im folgenden Beispiel wird gezeigt, wie die gegenseitige Information angewendet
werden kann, um Abhängigkeiten von Windgeschwindigkeiten an verschiedenen
Orten in Bodennähe auf kurzen Zeitskalen zu untersuchen. Der hierfür verwendete
Datensatz wurde in Lammefjord, Dänemark am Tag 188 aufgezeichnet, siehe
[URL (2002)]. Die Messapparatur besteht aus vier Masten, welche auf den relativen
Koordinaten (in Metern)
Mast x [m] y [m] Mast x [m] y [m]
Mast 1 0 0 Mast 2 -13 15
Mast 3 -17 19 Mast 4 -20 8
positioniert sind, siehe Abb. 3.5. Auf jedem Mast befinden sich in 10 m Höhe über
N
Mast 3
y [m]
20
19
Mast 2
16
12
15
Mast 4
8
4
x [m]
−20
−17
−16
−13
−12
−8
Mast 1
−4
0
0
Abbildung 3.5: Position der Messmasten in Lammefjord, Dänemark zur Aufzeichnung
der Windgeschwindigkeit und Windrichtung.
NN eine Windfahne und ein Schalenkreuzanemometer, mit denen Windrichtung
und Windgeschwindigkeit mit einer Frequenz von 8 Hz abgetastet werden. Die
Windgeschwindigkeit wird dabei in Schritten von 0.04 m/s aufgezeichnet.
Die Windrichtungen an allen vier Masten sind für den Tag 188 in Abb. 3.6
dargestellt. Offensichtlich ist an diesem Tag der Wind rechtdrehend, das heißt er
dreht von Nord-Ost über Süd nach West: Zu Begin der Messung kommt der Wind
aus Nord-Ost und dreht in dem Zeitraum von t = 250 min bis 550 min nach Süd,
wobei er um t = 400 min aus Osten und um t = 500 min aus Süd-Osten weht.
Bis t = 800 min ändert sich die Windrichtung zunächst nicht. Anschließend dreht
der Wind auf West-Süd-West bis West. Bei den Sprüngen in den Daten von Mast
1, 2 und 3 von ≈ 45 ◦ auf ≈ 355 ◦ handelt es sich um rückdrehende Windböen.