Es wurde ein digitales Duplikat der Erde mit einer Genauigkeit von bis zu einem Kilometer erstellt: Es wird als „heiliger Gral“ des Klimas bezeichnet

Ihre zunehmende Fähigkeit, vorherzusagen, was die Natur dem Menschen bringen wird, ist jedoch zu einem großen Teil auf zwei Faktoren zurückzuführen: modernere und ausgefeiltere Modelle und höhere Rechenleistung. In einer neuen Studie wird angenommen, dass Wissenschaftlern ein Durchbruch bei unserer Fähigkeit gelungen ist, vorherzusagen, wie sich das Wetter und das Klima der Erde im Allgemeinen in der Zukunft verändern werden, schreibt Science Alert. Im Fokus.

Technologies verfügt über einen eigenen Telegram-Kanal. Abonnieren Sie uns, um die neuesten und spannendsten Nachrichten aus der Welt der Wissenschaft nicht zu verpassen! In einer neuen Studie unter der Leitung von Daniel Clocke vom Max-Planck-Institut in Deutschland haben Wissenschaftler das geschaffen, was einige Klimamodellierer den „heiligen Gral“ des Fachgebiets nennen.

Den Wissenschaftlern gelang es, ein Modell mit einer Auflösung von fast einem Kilometer zu erstellen – technisch gesehen beträgt der Maßstab 1,25 km pro Modellgebiet, aber das Modell kombiniert Wettervorhersagen und den Klimawandel der Erde.

Es wird geschätzt, dass das gesamte Land und Meer auf dem Planeten von 336 Millionen Zellen bedeckt ist – die Autoren fügten die gleiche Anzahl „atmosphärischer“ Zellen direkt über den terrestrischen hinzu, was zu berechneten 672 Millionen Zellen führte. Für jede dieser Zellen wurde eine Reihe miteinander verbundener Modelle erstellt, die die wichtigsten dynamischen Systeme des Planeten widerspiegeln: Sie wurden in zwei Kategorien unterteilt – schnell und langsam.

Beachten Sie, dass schnelle Systeme Energie- und Wasserkreisläufe beinhalteten – in einfachen Worten: Wetter. Um diese Prozesse verfolgen zu können, muss das Modell über eine extrem hohe Auflösung von beispielsweise 1,25 km verfügen, die das neue System leisten kann. Den Wissenschaftlern zufolge nutzten sie für dieses Modell das vom Deutschen Wetterdienst und dem Institut für Meteorologie der Max-Planck-Gesellschaft entwickelte ICOsahedral Nonhydrostatic (ICON)-Modell.

Die langsamen Prozesse umfassten den Kohlenstoffkreislauf, Veränderungen in der Biosphäre und die Geochemie der Ozeane – in einfachen Worten: das Klima. Es ist bekannt, dass diese Prozesse Trends widerspiegeln, die über Jahre oder Jahrzehnte hinweg auftreten.

Nach Ansicht der Wissenschaftler ist die Kombination dieser beiden schnellen und langsamen Prozesse ein echter Durchbruch, da typische Modelle solch komplexer Systeme erst bei einer Auflösung von mehr als 40 km rechnerisch lösbar wären. Die Autoren der Studie weisen darauf hin, dass sie in ihrer Arbeit tiefgreifendes Software-Engineering mit vielen modernen Computerchips kombinierten.

Das einem Großteil dieser Arbeit zugrunde liegende Modell wurde ursprünglich in Fortran geschrieben – ein Fluch für jeden, der versucht, vor 1990 geschriebenen Code zu modernisieren. Seit seiner Entwicklung wurde das Modell um viele zusätzliche Funktionen ergänzt, was seine Verwendung in modernen Computerarchitekturen erschwerte. Daher verwendeten Wissenschaftler ein Framework, das Daten auf eine Weise verarbeitet, die mit modernen Systemen kompatibel ist.

Dieses hochmoderne System wurde durch zwei Supercomputer JUPITER und Alps in Deutschland bzw. der Schweiz repräsentiert. Beide basieren auf Nvidias neuem GH200 Grace Hopper-Chip. Leider bedeutet dies auch, dass Modelle dieser Komplexität in absehbarer Zeit nicht an Ihrer lokalen Wetterstation angezeigt werden. Wir erinnern Sie daran, dass wir zuvor darüber geschrieben haben, dass die Erde und die Menschheit die schlimmsten Szenarien der Zukunft vermeiden können: was Wissenschaftler vorschlagen.