ESiWACE3

Motivation

Extreme Wetterereignisse und der Klimawandel sind zwei der größten Bedrohungen für die Gesellschaft des 21. Jahrhunderts. Die globale Gesellschaft muss sich auf die Klimaveränderungen der kommenden Jahrzehnte einstellen, was quantitative Schätzungen für künftige Veränderungen der Wetterlagen und Klimaextreme erfordert. Dazu gehören außergewöhnliche Wetterereignisse wie heftige Stürme und Sturzfluten, aber auch anhaltende Anomalien in den Mustern globaler Luftströmungen, die in einigen Regionen und Jahreszeiten zu allgegenwärtigen Überschwemmungen und in anderen zu lang anhaltender Trockenheit und extremer Hitze führen können. Numerische Modelle des Erdsystems sind das wichtigste Instrument, um diese Art von Bedrohungen abzubilden und zu bewerten. Einer der Hauptfaktoren, der die Fähigkeiten dieser Modelle einschränkt, ist die begrenzte räumliche Auflösung, welche wiederum durch die von diesen Modellen nutzbare Rechenleistung begrenzt wird.

Ziele und Vorgehen

Aufbauend auf den erfolgreichen Arbeiten der zwei bisherigen Phasen des Projektes werden drei übergeordnete Ziele verfolgt: 1) Transfer von Wissen und Technologie für effiziente und skalierbare Wetter- und Klimasimulationen in Europa. 2) Schließen technologischer Lücken durch gemeinsame Entwicklungen innerhalb der europäischen Erdmodelierungs-Gemeinschaft. 3) Etablierung einer nachhaltigen Infrastruktur für Weiterbildung, Kommunikation und Verbreitung von Wissen zur Nutzung von Hochleistungsrechnern für die Wetter- und Klimamodellierung in Europa. Hierzu werden Ansätze verschiedener Gruppen und Projekte zusammengeführt, um Wissen über die Nutzung von Hochleistungsrechnern im Wetter- und Klimabereich in Europa zu transferieren und Synergien zwischen lokalen Bemühungen zu schaffen. Durch eigene Entwicklungen werden Lücken gefüllt, die Wissenschaft durch maßgeschneiderte Dienste gezielt unterstützt und Schulungen für die nächste Generation von Forschern angeboten.

Innovation und Perspektiven

Die innovativen Computermodelle zur Simulierung von Klima und Wetter, welche von diesem Exzellenzzentrum unterstützt werden, können ihr Potential erst entfalten, wenn die nächste Generation von Supercomputern, sogenannte Exascale-Rechner, zur Verfügung steht. Aktuell werden die ersten Vorstufen solcher Systeme in Europa aufgebaut und werden von ESiWACE genutzt werden. Der erste echte europäischer Exascale-Superrechner wird ab 2024 am Forschungszentrum Jülich installiert. ESiWACE wird dazu beitragen, dass insbesondere das zentrale deutsche Wetter- und Klimamodell ICON, welches für Wettervorhersage und Klimavorhersage eingesetzt wird, auf diesem System auf einer neuen Qualitätsstufe laufen kann. ESiWACE stellt damit Weichen für verbesserte Vorhersagen sowie für exzellente Forschung in der deutschen und der erweiterten europäischen meteorologischen und klimatologischen Forschungslandschaft.