3. Durchführung von Konsortialrechnungen
3.1 Beschreibung
In Abstimmung mit dem Wissenschaftlichen Lenkungsausschuss und der Community werden mit den unterstützten Erdsystemmodellen aufwändige Produktionsrechnungen für nationale und internationale Verbundvorhaben auf den Rechnern des DKRZ durchgeführt. Die Modelle werden vorher in die IMDI integriert.
Die Konsortialrechnungen stellen den "Praxistest" von IMDI dar. Die Modelle müssen stabil über viele hundert Jahre Modellzeit integriert werden. Nachgeordnetes Datenprocessing für Experiment-Monitoring und Vorbereiten der Datenbankfüllprozesse (anwendungsorientierte Datenaufbereitung) muss in Bezug auf Stabilität und Synchronität überwacht werden. Hier ist insbesondere die Synchronität für den weiteren Ablauf von Bedeutung, um die Auslagerung der Modellergebnisse auf Magnetbänder vor der anwendungsorientierten Datenaufbereitung und dem Füllen in die Datenbank des WDCC zu vermeiden. Ein Synchronitätsbruch im Workflow zwischen Modellrechnungen und Datenmanagement ist im laufenden Modellexperiment kaum wieder aufzuholen wegen der Auslastung der Bandlaufwerke, Latenzzeit beim Bandlesen und dem stets zu knappen Plattencache.
Die anwendungsorientierte Datenaufbereitung als Vorbereitung für das Einfüllen der Daten in die CERA Datenbankumgebung ist abhängig vom jeweiligen Modelltyp und der geplanten Anwendung. Anpassungen an den Modelltyp werden generalisiert und im Rahmen der Methodenentwicklung als Modul zusammengefasst. Die Anpassung an die geplante Anwendung muss für die aktuelle Konsortialrechnung neu vorgenommen werden; z.B. muss geklärt werden, welche Variablen mit welcher Frequenz, welcher räumlichen Darstellung und welcher Struktur in der Datenbank gespeichert werden.
Mit der Integration regionaler Klimamodelle (Regional Climate Models - RCM) in IMDI rückt der Bereich Datenassimilation in den Aufgabenbereich von M&D mit entsprechender Rückwirkung auf den Bereich SRE von IMDI. Synchron zum RCM Experiment müssen die Antriebsdaten aus dem globalen Klimamodell berechnet werden. Synchron heißt hier, parallel zum aktuell berechneten Modellmonat muss der Antrieb für den nächsten Monat berechnet werden. Gelingt das nicht, entstehen schwerwiegende Nachteile für die Auslastung der Rechner und Netzwerke.
3.2 Nutzer
Nationale und internationale Verbünde in der Erdsystemforschung Politische Entscheidungsträger (z.B. Bundesumweltamt, IPCC,...)
3.3 Nutzung
- Globale Klimaszenarienrechnungen mit den Modellen ECHAM5/MPI-OM, und ECHAM5+HAM/MPIOM+HAMOCC, sowie ECHO-G für den IPCC Fourth Assessment Report (IPCC AR4)
- Regionale Klimaszenarienrechnungen mit den Modellen REMO und CLM für den BMBF Forschungsschwerpunkt "Forschung für den Klimaschutz und Schutz vor Klimawirkungen"
- Impaktforschung
- Politische Entscheidungsfindung
- Öffentlichkeitsarbeit
3.4 Qualität
Die Rechnungen müssen nach Plan durchgeführt und die Ergebnisse zeitnah, anwendungsgerecht und qualitätsgeprüft zur Verfügung gestellt werden.
3.5 Leistungen
3.5.1. Aufsetzen und Durchführen der Modellrechnungen
3.5.2. Überwachen der Synchronität von Experiment-Monitoring und anwendungsorientierter Datenaufbereitung
3.5.3. Entwicklung und Integration anwendungsorientierter Datenaufarbeitung
3.5.4. Entwicklung und Integration der Datenassimilation (z.B. Antrieb für regionale Klimamodelle)
3.6 Ressourcen
Eine Konsortialrechnung erfordert typisch 1/4 bis 1/3 der Rechnerressourcen des DKRZ für einen Zeitraum von 6 bis 12 Monaten. Das produzierte Datenvolumen liegt in der Größenordnung ¼ PB.
- Abbildungen: Dargestellt sind die atmosphärischen Kohlenstoffkonzentrationen, wie sie für den Antrieb der Klimaszenarienrechnungen verwendet wurden (obere Graphik) und die Ergebnisse des globalen Temperaturanstiegs (untere Graphik) der Konsortialrechnungen für den Fourth Assessment Report des IPCC mit dem Hamburger Klimamodell ECHAM5/MPIOM