(openPR) Diese Pressemitteilung basiert auf einem Text von Sara Pasqualetto, WCRP Earth System Modelling and Observations (ESMO) International Project Office am Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ), mit freundlicher Genehmigung.
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.
Der Km-Scale Hackathon vom 12. bis 16. Mai 2025 geht diese Herausforderungen direkt an. Der Hackathon, der in einem Netzwerk von Forschungszentren auf fünf Kontinenten stattfindet, bringt über 600 Forschende direkt zu den Daten und ermöglicht so Zusammenarbeit in Echtzeit, parallele Analysen und Technologietests. Mehr als 100 Wissenschaftler*innen nehmen an der Veranstaltung in Hamburg teil, welche vom Max-Planck-Institut für Meteorologie zusammen mit dem Deutschen Klimarechenzentrum und dem Zentrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit an der Universität Hamburg ausgerichtet wird.
Auf gemeinsamen Jupyter-basierten Plattformen und mit gemeinsamen Bibliotheken analysieren die Teams einjährige globale Simulationen und erweiterte regionale Modellläufe aus dem Jahr 2020, das aufgrund seiner neutralen Klimamuster ausgewählt wurde. Zusätzlich zu den zehn lokalen Events rund um den Globus werden spezielle Projekte durchgeführt, die von der Computerfirma NVIDIA, der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und dem Projekt Destination Earth gefördert werden.
wissenschaftliche Ansprechpartner: Yuting Wu, Max-Planck-Institut für Meteorologie, Prof. Dr. Bjorn Stevens, Max-Planck-Institut für Meteorologie, Sara Pasqualetto, WCRP Earth System Modelling and Observations (ESMO) International Project Office, Deutsches Klimarechenzentrum GmbH (DKRZ),
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