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World Community Grid/AfricanClimate@Home

Aus SETI.Germany Wiki

Das AfricanClimate@Home-Projekt wird innerhalb des World Community Grid durchgeführt und dient zur Erforschung des afrikanischen Klimas @Home.

Projektstatus und Ergebnisse

Ein Status-Report und detaillierte Informationen über dieses Projekt werden hier auf den Webseiten und von den Projektwissenschaftlern auf der AfricanClimate@Home Website bereitgestellt. Wenn Sie Anregungen oder Fragen haben, besuchen Sie dafür bitte das AfricanClimate@Home Forum.

Statusberichte

Mission

Die Mission von AfricanClimate@Home ist es, genauere Klimamodelle von bestimmten Regionen Africas zu entwickeln. Dies wird als eine Basis dienen, um zu verstehen, wie das Klima sich zukünftig ändert. So können Maßnahmen entwickelt und umgesetzt werden, um die nachteiligen Effekte des Klimawandels zu lindern. Die durch World Community Grid verfügbare immense Rechenleistung wird genutzt, um die Ungenauigkeiten zu verstehen und zu reduzieren, mit denen Klima-Prozesse in Afrika bisher simuliert werden.

Signifikanz

Der globale Klimawandel wird heute als eines der drängendsten Probleme der Weltgemeinschaft betrachtet. Die negativen Folgen des Klimawandels sind in allen Teilen der Welt Besorgnis erregend. In unterentwickelten Ländern jedoch werden diese Folgen als sehr intensiv empfunden. Hier herrscht oft Mangel an Infrastruktur und Zugang zum lokalen Gesundheitswesen und anderen sozialen Diensten, die wichtig sind, um lindernd in Bezug auf die Folgen des Klimawandels einwirken zu können.

In diesem Zusammenhang sieht sich Afrika - ein Kontinent, der sehr verletztlich ist in Bezug auf klimatische Belastungen - sehr ernsten Herausforderungen gegenüber. Die vielfältigen Effekte des sich in Afrika verändernden Klimas wurden sehr deutlich durch weit verbreitete Überschwemmungen in Mozambique in den Jahren 2000 und 2001. Die Folge waren mehr als eine halbe Million Heimatlose und hunderte von Toten. Weiterhin verursachte die anhaltende Trockenheit in Südafrika in diesen Jahren eine sich ausbreitende Verknappung der Lebensmittel. Momentan ist ungewiß, wie häufig klimatische Extreme zukünftig auftreten werden. Wenn die Problematik ignoriert wird, könnten Afrikas aktuelle soziale Probleme sich weiter verschlimmern und zu noch größerer Verwüstung und noch mehr Verlust von Leben führen.

FAQ

Was ist Klima?

Klima ist ein durchschnittliches langfristiges Modell der Wetteraktivität über eine Region.

Was ist ein allgemeines Zirkulationsmodell (GCM)?

Ein GCM ist ein globales, dreidimensionales Rechenmodell des Klimasystems, welches dafür verwendet werden kann, das Erdklima zu simulieren. GCMs sind hochkomplex und stellen die Effekte von solchen Faktoren wie reflektierende und absorbierende Bestandteile von atmosphärischem Wasserdampf, Treibhausgaskonzentrationen, Wolken, Solarheizungen, Meerestemperaturen und Eisflächengrenzen dar. Die meisten fortgeschrittenen GCMs beinhalten globale Darstellungen der Atmosphäre, der Ozeane und der Landoberfläche.

Was ist ein regionales Zirkulationsmodell (RCM)

Ein RCM ist ein reichhaltiges physikalisches hochauflösendes (weniger als 50Km) Klimamodell, dass einen begrenzten Bereich des Globus abdeckt, normalerweise inklusive der Atmosphären- und Landoberflächenkomponente des Klimasystems. Es beinhaltet Darstellungen der wichtigen Prozesse innerhalb des Klimasystems. (z.B. Wolken, Bestrahlung, Niederschlag, Erdhydrologie.)

Was sind klimatische Modellparameter?

Klimatische Modellparameter sind Zahlen, die bestimmte Faktoren in den Regeln eines Klimamodells bemessen. Stückzahlen bezogen auf Landoberflächentypen wie z.B. Vegetation, Land, Wasser oder Beträge von atmosphärischer Konvektion etc. sind Beispiele an klimatischen Parametern. Klimatische Modellparameter beinhalten auch die Angaben von Faktoren, die nicht simuliert, aber eigentlich vorgeschrieben sind, wie zum Beispiel die Menge an Regen von einer festgelegten Höhe an Humidität, Wind und Temperatur.

Warum schaut dieses Projekt nur auf Afrika?

Afrika ist ohnehin verletzlich für Extreme im Klima, und aktuelle Klimawandelberechnungen deuten an, dass die Region in der Zukunft noch viel verletzlicher sein wird. Demnach ist eine Klimastudie für diese Region wichtig, sowohl aus ökonomischen Gründen als auch zum Verständnis der zukünftigen Verletzlichkeit. Die Klimamodellierungstechniken, die hier entwickelt worden sind, könnten in der Zukunft für andere Regionen der Welt angewendet werden.

Warum lädt dieses Projekt so viele Daten hoch und runter?

Klimasimulationen beanspruchen dreidimensionale Informationen über Temperatur, Druck, Wind, Humidität und Oberflächeneigenschaften für die gesamte Region, studiert auf einem detailliertem Gridlevel. Desweiteren ist es nötig, Informationen zu untersuchen, die an den Grenzlinien der Region über den Untersuchungszeitraum hinweg gewonnen wurden. Dies beansprucht eine beträchtliche Menge an Inputdaten, während der Simulationslauf selbst eine beträchtliche Menge an Outputdaten produziert.

Worin besteht der potentielle Nutzen des AfricanClimate@Home Projektes?

Das Projekt wird zur Identifizierung von Kombinationen an Schlüsselparametrisierungen führen, die am besten die wechselnden Klimaverhältnisse Afrikas simulieren. Genauere Modelle werden Forschern ein besseres Verständnis von den Auswirkungen der mannigfaltigen natürlichen und menschgemachten Einflüsse auf das afrikanische Klima geben. Dies wiederum wird den Politikern ermöglichen, basierend auf den besten verfügbaren Informationen, wichtige Entscheidungen hinsichtlich notwendiger Anpassungen und Entlastungen zu treffen.

Welche Rechner können das AfricanClimate@Home Projekt betreiben?

AfricanClimate@Home kann auf Rechnern betrieben werden, die eine Hochgeschwindigkeitsinternetverbindung haben und die das Windows- oder Linux-Betriebssystem benutzen. AfricanClimate@Home wird verfügbar für die Verwendung des BOINC-Agenten sein. Sie können prüfen, ob Sie den BOINC-Agenten nutzen, indem Sie den Information in diesem Link folgen. Infos bzgl. der Systemanforderungen finden Sie hier.

Was werden die Berechnungen von WCG ergeben?

Das World Community Grid wird eine erhebliche Menge an atmosphärischen und Oberflächendaten produzieren, die von Forschern analysiert und interpretiert werden, um die Möglichkeiten und Grenzen besser zu verstehen, angesichts der Modelsimulation des afrikanischen Klimas.

Was wird mit den gesamten Daten geschehen, die bei all den Berechnungen generiert wurden?

Die generierten Daten werden letztendlich sowohl für die allgemeine wissenschaftliche Gemeinschaft freigegeben, als auch an andere, die an nichtkommerzieller Klimaforschung der afrikanischen Region interessiert sind.

Wann wird dieses Projekt abgeschlossen sein?

Die erste Phase des Projektes wird etwa für drei bis sechs Monate in Betrieb sein.

Was stellt die schwankende Temperatur @ 2m / die schwankende Luftfeuchtigkeit @ 2m auf dem rechten Graphen in der Gridagentengraphik dar?

Die schwankende Temperatur @ 2m stellt das simulierte Lufttemperaturmodel 2 Meter über dem Ozean / der Erdoberfläche dar.

Die schwankende Luftfeuchtigkeit @ 2m zeigt das simulierte Modell der absoluten Luftfeuchtigkeit, 2 Meter über dem Ozean / der Erdoberfläche. (ausgedrückt in der Menge Wasserdampf je kg Luft).

Was gibt der wechselhafte Niederschlag auf dem rechten Graphen in der Gridagentengraphik an?

Die wechselhafte Humidität @ 2m stellt das Model simulierter absoluter Humidität (ausgedrückt als die Masse an Wasserdampf pro Kilogramm an Luft) 2 Meter über dem Ozean / der Erdoberfläche dar.

Was stellt der Graph auf der rechten Seite in der Gridagentengraphik dar?

Der Graph zeigt die Veränderung von Temperatur / Humidität und Niederschlag über den gesamten Bereich in einem Zeitrahmen.

Was stellt die Karte auf der linken Seite in der Agentengraphik dar?

Die Karte auf der linken Seite stellt Südafrika mit seinen Ländergrenzen dar. Die Insel von Madagaskar ist rechterseits auf der Karte, welche abgeleitet ist von einem blauen Murmelbild, ein Entgegenkommen des Erdobservatoriums der NASA. Die schattierte Schachtel stellt die Bereiche (Grenzen) des Klimamodells dar, zentriert auf Südafrika. Innerhalb des Bereichs kann die Modellsimulation von den örtlichen Wettermustern gesehen werden.

Warum werden so viele Kopien einer Work Unit ausgesandt für AfricanClimate@Home?

Jeder Rechner, der eine Work Unit für AfricanClimate@Home empfängt, wird eine Zwei-Wochenperiode für das Klimamodel berechnen, basierend auf den gleichen Startbedingungen wie andere Rechner, die eine Kopie der gleichen WU erhalten. Die Ergebnisdaten für AfricanClimate@Home sind sehr groß (größer als 100MB.) Sehr wenige Rechner sind in der Lage, ein Ergebnis dieser Größe zurückzuschicken. Daher wird die Ergebnisdatei zwischen allen beteiligten Rechnernaufgeteilt und jeder schickt einen einzigartigen Abschnitt der Ergebnisdatei zurück. Auch werden zusätzliche Information transferiert, die sicherstellen sollen, dass die Ergebnisdatei fehlerfrei übertragen wurde.

Warum muss ich das Projekt AfricanClimate@Home gesondert aktivieren, um teilzunehmen?

Die Größe der heruntergeladenen AfricanClimate@Home Work Unit ist etwa 77MB, das bedeutet, sie ist etwa 150 mal größer als eine typische FightAIDS@Home oder HPF2 Work Unit. Demnach wird man mit einer 756 Kbps Netzwerkverbindung ungefähr 12-15 Minuten für das herunterladen der WU benötigen. Wir schätzen, dass nur rund 33 Prozent aller registrierten Rechner genug Bandbreite zur Verfügung haben, um an diesem Projekt teilnehmen zu können.

Welche Version von WRF wird für das AfricanClimate@Home Projekt benutzt?

AfricanClimate@Home nutzt zurzeit das WRF Model Version 2.2 (Dezember 2006). Des Weiteren benutzt dieses Projekt nicht das Chemiemodel von WRF.

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