Wind and temperature time series above Siberia

Eine Reihe von Untersuchungen, die zum größten Teil in den Jahren 1941-44 durchgeführt worden sind, brachten neue Aufschlüsse über das Klima der freien Atmosphäre über dem Riesenraum Sibirien und dem angrenzenden Sektor des Polargebietes. Die Quelle dieser Untersuchungen bilden die aerologischen Stationen der UdSSR, an denen Höhenwindmessungen bereits seit etwa 1924 angestellt werden. Messungen der vertikalen Temperaturverteilung liegen erst seit etwa 1932, nach Einführung der Radiosonden vor. Aus beiden Angaben läßt sich das gesamte Feld des Luftdrucks und der Winde rechnerisch und kartographisch festlegen. Das Beobachtungsmaterial ist außerhalb Rußlands nur zum kleinen Teil zugänglich; außer den im einzelnen veröffentlichten Höhenwindmessungen der zwanziger Jahre handeIt es sich in erster Linie um die regelmäßig durch Funk verbreiteten Ergebnisse der Flugzeug- und Radiosondenaufstiege der Jahre 1936-1941. Wenn dieses Material auch nur einen Ausschnitt aus dem gesamten darstellt und zeitlich leider sehr wenig homogen ist, so genügt es doch zur Gewinnung eines ersten Überblickes über die Aerologie Sibiriens, wobei freilich die Zahlenwerte bei einer endgültigen Bearbeitung einer einheitlichen Zeitperiode noch manche Änderung erfahren werden. Damit kann in erster Näherung die Verteilung der wichtigsten meteorologischen Elemente über dem ganzen Gebiet bis zu einer Höhe von 10-12 km abgeleitet werden.

EPANET Input Files of New York tunnels and Pacific City used in a metamodel-based optimization study

Metamodels have proven be very useful when it comes to reducing the computational requirements of Evolutionary Algorithm-based optimization by acting as quick-solving surrogates for slow-solving fitness functions. The relationship between metamodel scope and objective function varies between applications, that is, in some cases the metamodel acts as a surrogate for the whole fitness function, whereas in other cases it replaces only a component of the fitness function. This paper presents a formalized qualitative process to evaluate a fitness function to determine the most suitable metamodel scope so as to increase the likelihood of calibrating a high-fidelity metamodel and hence obtain good optimization results in a reasonable amount of time. The process is applied to the risk-based optimization of water distribution systems; a very computationally-intensive problem for real-world systems. The process is validated with a simple case study (modified New York Tunnels) and the power of metamodelling is demonstrated on a real-world case study (Pacific City) with a computational speed-up of several orders of magnitude.