Zeitreihenanalyse - Fehlerbalken

Nach einem Hinweis, den Klimaskepsis-mit-dem-PC während eines Gespräches mit Prof. Rahmstorf erhielt, werden nun die Fehlerangaben in den Daten untersucht. Die veröffentlichten Dateien:

• für die Abweichung von der "normalen" globalen Mitteltemperatur: hier: auf die Datenreihe Confidence Interval for annual global means (csv) klicken, erste Reihe unter "Download Options"
• für den Meeresspiegelanstieg seit 1880 bis heute: Auf der Seite der United States Environmental Protection Agency, hier: allerdings angegeben in inch. Diese Datenreihe findet sich auf dieser Seite.

Fehlerbalken

Bevor wir uns die Graphen mit den Fehlerbalken erstellen können, müssen wir nachsehen, wie die Fehler in den Dateien abgespeichert werden:

In der Temperaturdatei steht für den Fehler eine Zahl rechts neben der Temperaturdifferenz:

Die letzte Zahl mit den vielen Nachkommastellen ist mit "ci95" überschrieben. Wir benutzen diese Zahl als Eingabe für die Höhe der Fehlerbalken.

Die Meeresspiegelanstiegstabelle sieht so aus:

Der Fehlerbereich wird hier als untere und obere Grenze der Messung dargestellt. Für eine Darstellung in Python muß die Länge des Bereiches zwischen der unteren und der oberen Grenze halbiert werden.

Die Daten aus den Tabellen werden mit folgendem Programm visualisiert:

Das Programm

Umgang mit dem Programm

1. Zuerst erstellen Sie ein Verzeichnis, in dem Sie dieses Programm laufen lassen wollen.
2. In diesem Verzeichnis benötigen Sie die Quellcode-Dateien, d.h. die python3-Dateien "fehlerbalken_haupt.py", "steuer.py", "datei_einlese.py" und "ausgabe.py", die Steuerdatei "steuer.txt" sowie die 2 Eingabedateien "totalCI_ERA.csv", und "sea-level_fig-1.csv" in Ihrem Verzeichnis. Am einfachsten ist es, das *.tar-Archiv herunterladen und im Zielverzeichnis zu entpacken. Das Archiv enthält die 4 Quelldateien, die beiden Eingabedateien, die Steuerdatei sowie die Dokumentation des Programms als *.pdf. Sie können aber auch jede Datei einzeln herunterladen. Dann müssen Sie jeweils den Punkt - also "." - im Dateinamen vor py ergänzen. Sie müssen also die Dateinamen von "fehlerbalken_hauptpy" in "fehlerbalken_haupt.py", "steuerpy" in "steuer.py", "datei_einlesepy" in "datei_einlese.py" und "ausgabepy" in "ausgabe.py" ändern. Leider war es nicht möglich, die funktionierendem Dateiendungen beizubehalten, da der Server eine Fehlermeldung beim Anklicken ausgibt. Im *.tar-Archiv sind alle Dateiendungen richtig, die Programme sind sofort nach dem Entpacken lauffähig.
3. Dann öffnen Sie ein Konsolenfenster in diesem Verzeichnis (rechter Mausklick im Fenster des Verzeichnisses, dann "Terminal hier öffnen" klicken).
4. Führen Sie einen Virenscan über dieses Verzeichnis durch. Z.B. ich benutze clamscan mit dem Befehl clamscan -r -i. Sie können natürlich einen anderen Virenscanner benutzen.
5. In der Konsole wird das Programm mit python3 fehlerbalken_haupt.py gestartet. Es erscheinen die Steuerdaten.
6. Nach einem Klick auf den "weiter"-Button liest das Programm die Eingabedaten aus den Dateien "totalCI_ERA.csv", und "sea-level_fig-1.csv".
7. Dann wird das erste Diagramm erzeugt und als .png-Bilddatei abgespeichert, nach einem Mausklick auf das Kreuz am Diagramm oben rechts wird das zweite Diagramm erzeugt und als .png-Bilddatei abgespeichert.
8. Ein weiterer Klick auf das Kreuz am Diagramm oben rechts beendet das Programm.
9. Im Verzeichnis liegen jetzt die beiden Diagrammdateien und können verglichen werden. Zu sehen sind neben den Verläufen auch die Fehlerbalken

Nachdem python3 fehlerbalken_haupt.py in der Konsole eingegeben wurde, erscheinen folgende Diagramme:

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