Kleinräumige Prozesse in großräumigen Klimamodellen — Neue 3D-Visualisierung von Wolken

Diese Visualisierung veranschaulicht die Vision, kleinskalige Prozesse explizit auf globaler Skala zu simulieren und damit die Notwendigkeit von Parametrisierungen in Klimamodellen zu reduzieren. Die zwei verschiedenen Datensätze, die für die wissenschaftlichen Visualisierungen verwendet werden, sind Ergebnisse von Simulationen des ICON-Modells (Icosahedral Nonhydrostatic Weather and Climate Model), das gemeinschaftlich vom Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) und dem Deutschen Wetterdienst (DWD) entwickelt wurde.

Die Visualisierung beginnt mit einem Vertikalprofil über Deutschland für eine regionale hochauflösende Atmosphärensimulation, die im Rahmen des Projekts HD(CP)² durchgeführt wurde. Die besonders hohe horizontale Auflösung von 150 m erlaubt die explizite Simulation von Wolken und Niederschlag, was bisher nur mit herkömmlichen Modellen (LES-Modelle) für kleinere Gebiete möglich war. Die Visualisierung zeigt das Wolkenwasser- und Wolkeneisvolumen. Ein Blick von oben auf das Simulationsgebiet veranschaulicht die dynamische meteorologische Situation am 29. Mai 2019, einem Tag mit extremen Wetterverhältnissen.

Der zweite Teil der Visualisierung zeigt eine hochauflösende globale ICON-Simulation, die im Rahmen des DYAMOND-Projekts durchgeführt wurde. Mit einer räumlichen Modellauflösung von 2,5 km veranschaulicht die Visualisierung das Potenzial des Modells, eine realistische Wolkenverteilung und Wolkenmuster darzustellen. Der letzte Teil demonstriert, wie die Anwendung zur Datenanalyse und Visualisierung „ParaView“ genutzt werden kann, um fotorealistisch gerenderte wissenschaftliche Visualisierungen zu erzielen.

Visualisierung und Produktion: Niklas Röber, Deutsches Klimarechenzentrum (DKRZ)