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OpenIFShome vereint zwei leistungsstarke Tools: OpenIFS, eine einfach zu bedienende, unterstützte Version des Integrierten Prognosesystems (IFS) des ECMWF, das in Forschung und Lehre weit verbreitet ist, und Climateprediction.net (CPDN) an der University of Oxford, einem sehr erfolgreichen Freiwilligen-Computerprojekt, das seit 2003 läuft.

"CPDN hat in den letzten 15 Jahren von der Leistung von mehr als 600.000 Heimcomputern profitiert und hat derzeit etwa 32.000 aktive Freiwillige an Bord", sagt Professor David Wallom, der die Innovation am Oxford e-Research Centre (Department of Engineering Science) überwacht.

"Durch die Nutzung der verteilten Rechenleistung von Zehntausenden von Freiwilligen kann CPDN Wetter- und Klimaexperimente durchführen, die selbst für Supercomputer zu rechenintensiv wären", betont er.

David erklärt, dass eine solche Rechenleistung erforderlich ist, wenn Wissenschaftler Tausende von leicht veränderten Versionen eines Modells für dasselbe Ereignis ausführen wollen.

"Sehr große Ensembles von Wetter- und Klimasimulationen sind unerlässlich, um die Vorhersagbarkeit von Extremereignissen zu untersuchen", sagt Antje Weisheimer, eine Wissenschaftlerin des ECMWF, die auch an der University of Oxford arbeitet.

Antje nennt das Beispiel von Karl, einem tropischen Sturm, der sich im September 2016 im Atlantik entwickelte. Die NAWDEX-Feldkampagne beobachtete den Sturm im Zusammenspiel mit dem Jetstream.

"Dieser Sturm hat bei Forschern großes Interesse geweckt, die die Gründe für die Abweichungen der Wettervorhersage in Europa untersuchen", sagt Antje.

"Um die Vorhersagbarkeit solcher Stürme und ihre Auswirkungen auf das nachfolgende Wetter in Europa zu untersuchen, müssen wir Tausende von leicht veränderten Simulationen durchführen, und genau hier setzt CPDN an."

Der OpenIFS-Workshop vom 17. bis 21. Juni widmet sich den Auswirkungen von Verdunstungsprozessen auf die Wettervorhersage und wird Arbeiten an Karl beinhalten.

Am 18. Juni eröffnete David ein OpenIFS-Experiment auf Karl für etwa 8.000 CPDN-Freiwillige, die Linux-Betriebssysteme auf ihren Computern haben.

Am Ende der Woche werden die Ergebnisse mit den Ergebnissen eines ähnlichen Experiments auf der Hochleistungsrechenanlage des EZMW verglichen.

OpenIFShome stellt einen neuen Ansatz für OpenIFS und CPDN dar.

"Das Projekt bietet beispiellose Möglichkeiten für Anwender von OpenIFS", sagt Glenn Carver, der das OpenIFS-Projekt am ECMWF leitet.

"Wenn sie nur begrenzten Zugang zu Supercomputern haben oder Experimente mit sehr großen Ensembles durchführen wollen, könnte OpenIFShome für sie geeignet sein", sagt er.

Marcus Köhler vom OpenIFS-Team stellt fest, dass die OpenIFShome-Experimente derzeit auf einen Rasterabstand von etwa 125 km beschränkt sind.

Er fügt jedoch hinzu, dass die maximale horizontale Auflösung in Zukunft zunehmen wird. "Mit zunehmender Rechenleistung von Heimcomputern sollte es möglich werden, mit OpenIFShome hochauflösende Experimente durchzuführen", sagt er.

Dr. Sarah Sparrow, die Programmkoordinatorin für das CPDN-Projekt, stellt fest, dass OpenIFShome eine bedeutende Erweiterung des Programms darstellt.

"Wir hatten einige Diskussionen über die Notwendigkeit, auf eine Multi-Modell-Fähigkeit umzustellen, und OpenIFS schien eine gute Wahl zu sein, um das CPDN-Modellportfolio zu erweitern."

Sie fügt hinzu, dass es einen Zusammenhang mit dem traditionellen Fokus des CPDN auf das Klima gibt, da es in Zukunft möglich sein wird, OpenIFS für Extremereignis-Attributionsstudien zu nutzen. Solche Studien zielen darauf ab, zu ermitteln, wie die Wahrscheinlichkeit des Auftretens bestimmter Wetterereignisse durch den Klimawandel beeinflusst wird.

"Der Kontakt zum OpenIFS-Team des ECMWF erfolgte über Antje, die am Physikalischen Institut der Universität Oxford und am ECMWF tätig ist. Die Zusammenarbeit mit dem ECMWF war hervorragend und wir freuen uns darauf, dass OpenIFShome zum Wohle der modernen Wetter- und Klimaforschung eingesetzt wird."

Florian Pappenberger, Direktor für Prognosen des ECMWF, begrüßte die Verfügbarkeit von OpenIFS auf CPDN: "Ich möchte allen Beteiligten für die Arbeit danken, die sie in dieses Projekt gesteckt haben. OpenIFShome wird wichtige Forschungsarbeiten über die Vorhersagbarkeit von Extremwetter erleichtern, was letztendlich zu besseren Wettervorhersagen für unsere Mitgliedstaaten und kooperierenden Staaten führen wird."

Wissenschaftler, die an der Verwendung von OpenIFS auf CPDN interessiert sind, sollten das neue OpenIFShome Anfrageformular für die Zusammenarbeit auf der CPDN-Website ausfüllen.



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