Modul 09

3. Simulieren in fachlichen Kontexten

3.1. Makro- und Mikrosimulationen

Wie Simulationen funktionieren wollen wir uns nun an einem Beispiel ansehen.

Der kanadische Luchs ist zum Überleben auf Schneeschuhhasen angewiesen, stellen diese doch 35 bis 97% seiner Nahrung dar (Hunter, 2015).

Mithilfe unserer Simulation wollen wir die Räuber-Beute Beziehung zwischen Schneeschuhhasen und Luchsen in Kanada untersuchen. Entsprechend des Modellierungsgedankens fokussieren wir uns in unserem Modell auf die Beziehung "Luchse fressen Hasen" und vernachlässigen etwaige andere Einflüsse.

Makro- und Mikrosimulationen

Wir haben nun zwei Möglichkeiten unser System zu simulieren.

Makrosimulation

Mikrosimulation

Makrosimulation

Bei einer Makrosimulation ist es unser Ziel, ein System zu simulieren, ohne die einzelnen Bestandteile in besonderer Weise zu betrachten. Ein solches Vorgehen würden wir beispielsweise zur Hochrechnung von Bevölkerungs- und Schülerzahlen oder für die Wettervorhersage verwenden.

Auch unser Szenario könnten wir so simulieren. Wir teilen den Ablauf in Jahre ein und berechnen für jedes Jahr, wie sich die Population der Hasen und Luchse ändert, und passen die Populationsgrößen an.

Mikrosimulation

Die meisten Systeme bestehen aus mehreren Einzelbestandteilen.

In einer Mikrosimulation modellieren wir diese Einzelbestandteile und nicht das System als Ganzes. Bei einer Krankheitssimulation wird also das Verhalten der einzelnen Personen simuliert, bei einer chemischen Reaktion die Bewegung der einzelnen Gasatome

Für eine Mikrosimulation unserer Räuber-Beute-Beziehung modellieren wir Hasen und Luchse bzw. deren Verhalten als Individuen. Im Gegensatz zu einer Makrosimulation wird hier also jedes beteiligte Objekt individuell betrachtet und Populationsgrößen sowie andere Zustandsvariablen des Gesamtsystems durch die Simulation des Verhaltens und der Interaktion der individuellen Hasen und Luchse ersetzt.