1.1 Systemtheorie

1.1.1 System, Prozess und Modell

Unter einem System sei allgemein eine durch Information verknüpfte Anordnung von Systemelementen verstanden.

Wirkt eine Eingangsgröße auf ein hydrologisches System oder Systemelement, so bildet sie zusammen mit dem System und dem Ausgang aus dem System einen hydrologischen Prozess. Ein hydrologischer Prozess besteht aus der Umwandlung einer hydrologischen Eingangsgröße (Systeminput, z.B. Niederschlag) in eine Ausgangsgröße (Systemoutput, z.B. Abfluss).

Ein hydrologisches Modell ist die beschreibende, physikalische oder mathematische Abstraktion eines hydrologischen Systems.

1.1.2 Systemforschung

Die Systemanalyse dient v.a. zur Vorhersage einer unbekannten Ausgabe aus einem System, zur Identifikation einer unbekannten Systemoperation oder zur Entdeckung einer unbekannten Eingabe in das System. Die Wirkungsweise eines Systems kann anhand von Modellen simuliert werden. Ein Modell stellt eine abstrakte und unvollständige Darstellung der wirklichen Welt dar.

Abb. 1.1: Vorgehen bei der Ökosystemforschung. Über eine Analyse (Freiland und Labor, Auswertung) werden Detailkenntnisse erworben. Das natürliche Ökosystem läßt sich i.d.R. in einem mehr oder weniger komplexen Modell abbilden und sein Verhalten simulieren. Das simulierte System muss durch Vergleich mit dem natürlichen System verifiziert werden.

Eine wichtige praktische Anwendung der Systemanalyse liegt in der Möglichkeit, mit Simulationen des zukünftigen Systemverhaltens eine Prognose zu erstellen. Da die ökologischen und auch sozioökonomischen Randbedingungen des zukünftigen Systemverhaltens nicht bekannt sind, müssen entsprechende Szenarien entwickelt werden. Daraus berechnete Prognosen können Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträgern Entscheidungshilfen liefern.