Mehr als 100 Forschende beteiligen sich aus Hamburg am WCRP Global Km-Scale Hackathon

Modelle mit Kilometerauflösung (horizontale Auflösung < 10 km) verändern die Art und Weise, wie Forschende das Erdsystem simulieren, entscheidend. Modelle auf der Kilometerskala erfassen erstmals explizit wichtige Phänomene wie Feuchtkonvektion, topografische Effekte und Wechselwirkungen mit der Küste. Dies ermöglicht weitaus physikalischere und genauere Simulationen der wichtigsten Wetter- und Klimafaktoren wie tropische Wirbelstürme, atmosphärische Flüsse und extreme Niederschläge, insbesondere in Regionen mit komplexem Terrain.

Doch dieser Sprung in der Genauigkeit geht mit neuen Herausforderungen einher. Der Übergang zur Modellierung im Kilometer-Maßstab verändert nicht nur die Wissenschaft, sondern das gesamte Ökosystem der Klimaforschung grundlegend. Von der Berechnung bis hin zum Datenzugang und den Arbeitsabläufen braucht es ein Umdenken beim Erstellen und Nutzen von Modellen. Bei der Modellentwicklung lassen sich Prozesse wie die Landhydrologie auf kleineren Skalen erfassen, was neue und physikalischere Ansätze für die Kopplung zwischen Land, Atmosphäre, Ozean, Biosphäre und Kryosphäre ermöglicht. Das Rechnen mit diesen Modellen, insbesondere auf globaler Ebene, erfordert Ressourcen auf dem neuesten Stand des Rechnens. Selbst regionale Simulationen erzeugen Daten in einem Umfang, der die derzeitige Infrastruktur überfordert. Bei der Datenverwaltung liegt die Herausforderung in den großen Datenmengen, die bei der Speicherung und gemeinsamen Nutzung der Daten anfallen, und die manchmal ressourcenintensiver sind als die Simulationen selbst. Herkömmliche Arbeitsabläufe versagen bei dieser Größenordnung oft, und die begrenzte Speicherkapazität erfordert neue Werkzeuge und In-situ-Analysemethoden.