Forschende modellieren Dynamik zwischen Klima und Wetter

Zürich – Neue globale Modelle sollen den Zusammenhang von Klima und Wetter besser erklären und simulieren. Dafür hat die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich die internationale Forschungsinitiative EXCLAIM lanciert.

Die von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ins Leben gerufene internationale Forschungsinitiative EXCLAIM will besser verstehen, wie Starkregen, Hagelschauer und Überflutungen mit dem Klimawandel zusammenhängen. Auch die Vorhersagequalität bezüglich solcher extremer Wetterereignisse wollen die Forschenden durch eine wesentlich engmaschigere globale Modellierung von Klima und Wetter erhöhen.

Auf Schweizer Seite beteiligen sich neben dem ETH-Zentrum für Klimamodellierung (C2SM) ETH-Informatiker, das Schweizerische Nationale Supercomputing Centre (CSCS), das Schweizer Data Science Center (SDSC), das Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsinstitut (Empa) und das Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz. Zu den internationalen Projektpartnern zählt das Europäische Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage, bei dem die Schweiz Vollmitglied ist. Auch der Deutsche Wetterdienst (DWD) und das Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M) beteiligen sich. Letzteres hat das Globalmodell ICON entwickelt. Es bildet die Basis für EXCLAIM.

Wie die ETH in einer Mitteilung ausführt, stossen die heutigen Modelle und Computer-Infrastrukturen an Grenzen. EXCLAIM hat zum Ziel, die räumliche Auflösung der Modelle deutlich zu erhöhen, um deren Präzision zu steigern. So soll das Wetter in einer zukünftigen, warmen Welt auf globaler Ebene direkt simuliert werden können.

Damit eine wesentlich engmaschigere globale Modellierung ihre Vorteile ausspielen könne, ist der ETH zufolge eine massgeschneiderte Computer-Infrastruktur nötig. Damit sich Wetter und Klima tatsächlich mit einer Maschenweite von wenigen Kilometern global und über Jahrzehnte simulieren lassen, müsse das Modell circa 100-​mal schneller laufen als das zurzeit möglich ist. Die erste Möglichkeit, dieses Ziel zu erreichen, sei es, schnellere und grössere Rechner einzusetzen. Dazu werde der Übergang vom aktuellen Hochleistungsrechner am CSCS auf das Supercomputing-System Alps beitragen.

„Aufgrund ihrer Auflösung werden die neuen, globalen Modelle wichtige Prozesse wie Stürme und Wettersysteme viel detaillierter abbilden als das bisher der Fall war“, erklärt EXCLAIM-Leiter und Umweltphysik-Professor Nicolas Gruber. „Auf diese Weise können wir viel genauer untersuchen, wie sich Klimaveränderungen und Wetterereignisse gegenseitig beeinflussen.“ mm