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2.2.3. Zeitmuster
Als Zeitmuster werden die zeitlichen Strukturen verstanden, die bestimmten statistischen
Modellen unterliegen. Die in Kap.2.2.2 beschriebenen Strukturen der multiregressiven statistischen
Modelle werden z.B. als multiregressive Zeitmuster bezeichnet. Werden die Zeitmuster mit
den neuronalen Netzen verknüpft, werden diese Verknüpfungen als neuronale "Modelle"
bezeichnet. (Kap.3 und Kap.5). Auf diese Weise entstehen multiregressive, autoregressive und
klassifizierende neuronale Modelle.
Klassifizierende und multiregressive Zeitmuster können auf zweierlei Weise miteinander
kombiniert werden. Erstens können beide Muster einfach überlagert werden. D.h. nur der
Prognosezeitraum des multiregressiven Musters kann von bisher einem Zeitpunkt auf mehrere
Zeitpunkte ausgedehnt werden [Boogaard 95 pers. Komm.]. Da in der Literatur kein anderer
Name aufgefallen ist, wird vorgeschlagen, dieses L-förmige Muster als Regression-plus-
Window Zeitmuster zu bezeichnen. Bei den neuronalen Modellen, die aus der Verknüpfung
dieses Zeitmusters mit den neuronalen Netzen entstehen, ist wie bei den univariaten Modellen
keine Zusatzprognose erforderlich. Außerdem sind auch hier Darstellungs- und Vorhersage
fehler identisch.
Zweitens können nicht nur der Prognosezeitraum des multiregressiven Musters, sondern
auch die Indikationszeiträume jeweils auf mehrere Zeitpunkte ausgedehnt werden. Da auch
in diesem Fall in der Literatur kein anderer Name aufgefallen ist, wird vorgeschlagen, diese
Struktur als Multi-Window Zeitmuster zu bezeichnen. Solch ein Muster hat den Vorteil, daß
Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Zeitpunkten der verschiedenen Indikations
und Prognosezeitreihen erfaßt werden können. Bei den entsprechenden neuronalen Modellen
ist wie bei den multiregressiven Modellen ebenfalls eine Zusatzprognose erforderlich.
In die multivariaten Modelle (multiple Regression, Regression-plus-Window und Multi-
Window) können Zeitreihen von verschiedenen meteorologischen Größen einfließen. Die
Größen können mehrfach zu unterschiedlichen Zeitpunkten verwendet werden. Im Gesamt
ansatz wird z.B. der statische Luftdruck zweimal benutzt (Formel [2.1]). Es ist möglich, auch
gleiche Größen von unterschiedlichen Meßorten zu verwenden. Somit wird die zeitliche
Struktur der Zeitmuster auf eine geographisch-zeitliche Struktur hin erweitert. Wie die Zeit
punkte der Messungen werden auch die geographischen Koordinaten der Meßorte in diesem
Zeitmuster nicht explizit berücksichtigt (im Gegensatz zu den hydrodynamischen Verfahren,
in denen die Größen mittels raum-zeitlicher Koordinaten definiert werden).
Nicht nur für das multiregressive, sondern auch für das Multi-Window Modell ist eine
Zusatzprognose für jeden Indikationszeitraum erforderlich. Auch bei diesem Modell wird das
Problem der Vorhersage verlagert (Kap.2.2.1). Zu den Indikationszeitreihen gehört u.a. der
vektorielle Wind. Es ist einerseits möglich, zusätzlich zu den Vorhersagen des Seewetter
amtes und des Deutschen Wetterdienstes die Komponenten des Windvektors (Richtung und
Geschwindigkeit) jeweils separat mit Hilfe eines klassifizierenden neuronalen Modells vorher
zusagen. Andererseits können beide Komponenten zusammen mit Hilfe eines doppelklassifi
zierenden neuronalen Modells gleichzeitig vorhergesagt werden (Kap.5). Da der Wind nur
eine einzige meteorologische Größe darstellt, sei dies Modell unter die univariaten Modelle
eingeordnet.
In Abb.2.7 wird in graphisch anschaulicher Weise dargestellt, wie die Zeitmuster (siehe
den Pfeil jeweils) aus den einzelnen Indikations- und Prognosezeitreihen zusammengesetzt
werden. Die doppelten senkrechten Striche in jedem Muster trennen die Indikationszeiträume
von den Prognosezeiträumen. Durch die Striche wird der Bezugszeitpunkt jedes Musters
angedeutet. Bei den Mustern mit mehr als einem Zeitpunkt in den Prognosezeiträumen ent-