Entwicklung und Betrieb von numerischen Klimamodellen werden immer komplexer und die Modellentwicklung ist auf immer mehr Institute verteilt. Nicht nur die Anforderungen an die Programmierer wachsen mit zunehmender Komplexität von Modellen, Modellierumgebungen und Rechnerarchitekturen, sondern auch die Anforderungen an Pre- und Post-Processing nehmen zu.

Entwicklung und Betrieb von Erdsystemmodellen sowie Auswertung der Ergebnisse erfordern Kooperation in einer geographisch verteilten Arbeitsumgebung. Ziel sollte es sein, den Arbeitsaufwand für Infrastrukturentwicklung und -betrieb im wissenschaftlichen Umfeld zu minimieren und den Wissenschaftlern standardisierte Arbeitsabläufe in der Erdsystemmodellierung und deren Ergebnisverarbeitung anzubieten.

Typische Arbeitsabläufe, wie sie in der Erdsystemmodellierung auftreten, werden von M&D betrachtet und in eine integrierende Infrastruktur eingebunden, z.B.

• Integration neuer Modellkomponenten, wie z.B. Atmosphärenchemie, Landoberfläche und Inlandeis, in ein gekoppeltes, numerisches Modellsystem (Erdsystemmodell),
• Portierung von Erdsystemmodellen auf unterschiedliche Rechnerarchitekturen,
• Betrieb komplexer Erdsystemmodelle für aufwändige Produktionsrechnungen mit Kettenexperimenten,
• Bearbeitung, Auswertung und Darstellung der Ergebnisse der Produktionsrechnungen mit Datenmengen im Terabyte Bereich,
• Dokumentation, anwendungsorientierte Langzeitarchivierung und Validierung der Ergebnisse von Produktionsrechnungen und externen Projekten,
• Internationale Verteilung von Daten aus der Erdsystemforschung und ihre Integration in allgemeine Informationssysteme.

Diese Arbeitsabläufe werden von M&D exemplarisch durchgeführt, abstrahiert und zu "Tool Sets" entwickelt, welche die tägliche Arbeit des einzelnen Wissenschaftlers erleichtern gerade auch vor dem Hintergrund internationaler Kooperationen. So hat die Entwicklung der "Tool Sets" deutlich von der Zusammenarbeit im EU Projekt PRISM profitiert, durch die sowohl eine Reihe von Erdsystemmodellen verschiedener Institute als auch verschiedene Rechner zu Testzwecken zur Verfügung standen.

Ziel der Arbeiten von M&D ist nicht, Routinearbeiten einzelner Wissenschaftler oder Gruppen zu übernehmen, sondern vielmehr "Best Practice" Methoden zum Umgang mit Erdsystemmodellen und ihren Ergebnissen zu entwickeln und den Wissenschaftlern an die Hand zu geben. Diese Entwicklung wird in enger Kooperation mit dem DKRZ durchgeführt und trägt maßgeblich zur effektiveren Nutzung der Infrastruktur für Erdsystemmodellierung am DKRZ bei. Durch Mitarbeit in der internationalen PRISM Support Initiative (PSI) wird Portabilität und Flexibilität gewährleistet.

Erste Ergebnisse dieser Arbeiten sind a) die Integrierende Modell- und Daten-Infrastruktur (IMDI) und b) das semantisch orientierte Datenmanagement, wie es im CERA Datenmodell umgesetzt und im ICSU World Data Center for Climate (WDCC) implementiert ist.

Die Abbildung stellt die Dienste von M&D dar, einschließlich der Arbeitsabläufe und Datenströme innerhalb der IMDI. Sie werden im Folgenden beschrieben. Der gelbe Kasten im Hintergrund symbolisiert den Verantwortungsbereich von M&D, die roten Kästen stehen in engem Zusammenhang mit dem EU-Projekt PRISM, während sich die blauen Kästen auf das Datenmanagement beziehen. Die gelben Kästen (auf der rechten Seite) beinhalten zusätzliche Services. Alle Kästen innerhalb des Einflusssphäre M&D (gelber Hintergrund) beinhalten Produkte und Services, die ausschließlich in der Verantwortung von M&D liegen, Kästen ganz oder teilweise außerhalb des gelben Hintergrunds symbolisieren Kooperation und Arbeitsteilung mit Partnern.