Für Klimamodelle: Supercomputer erledigt 14 Billiarden mathematische Operationen pro Sekunde

Wissenschaftler weltweit arbeiten akribisch daran, das Klima immer besser zu verstehen. Eine wichtige Rollen spielen hierbei sogenannte Klimamodelle. Diese basieren auf der Arbeit von Computern, die zunächst mit naturwissenschaftlichen Konstanten gefüttert werden. Anschließend kommen dann verschiedene Variablen hinzu – etwa die Menge an ausgestoßenen Treibhausgasen. Auf dieser Basis können dann die Auswirkungen berechnet werden. Grundsätzlich ist dies bereits seit vielen Jahren möglich. Allerdings gibt es einige technische Limitierungen. So können bereits sehr detaillierte Angaben über zukünftige globale Durchschnittswerte gemacht werden. Die Herausforderung besteht nun aber darin, auch Aussagen auf lokaler Ebene treffen zu können. Mit den bisherigen Computern ist dies zumeist nur für wenige Monate in die Zukunft möglich. Der Klimawandel ist aber ein langfristiges Phänomen. Am Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) in Hamburg wurde daher nun ein neuer Supercomputer in Betrieb genommen, um hier zu detaillierten Erkenntnissen über längere Zeiträume zu kommen.

Der Supercomputer reduzierte die Maschenweite auf einen Kilometer

Eigentlich handelt es sich um 2832 einzelne Computer, die über zwei Prozessoren verfügen und eng miteinander vernetzt sind. Gemeinsam sind sie in der Lage 14 Billiarden mathematische Operationen in der Sekunde zu absolvieren. Der „Levante“ genannte Rechner ist damit der einzige Supercomputer in Deutschland, der ausschließlich der Klimaforschung zur Verfügung steht. Einen ersten Erfolg konnten die Forscher mit der neuen Rechenpower bereits erzielen: Sie simulierten das globale Klima mit einer Maschenweite von lediglich einem Kilometer. Dies war bisher weltweit noch nicht gelungen. Allerdings muss auch hier noch eine Einschränkung gemacht werden. Denn die neue besonders detaillierte Simulation reichte nur wenige Stunden in die Zukunft. Zukünftig wollen die Forscher hier aber noch deutlich weiter gehen. Außerdem soll der neue Supercomputer genutzt werden, um bei Simulationen mit Gitterauflösungen von 2,5 Kilometern mehrere Jahrzehnte in die Zukunft zu blicken. Dies würde für die Wissenschaftler zahlreiche neue Forschungsmöglichkeiten eröffnen.

Genauere Simulationen bringen zwei Vorteile mit sich

Auf lange Sicht arbeiten die Forscher dann an der Erstellung eines digitalen Zwillings der Erde. An diesem könnten dann verschiedene Annahmen und Theorien auf ihre langfristigen Auswirkungen überprüft werden. Dies hätte für den Kampf gegen den Klimawandel einen doppelten positiven Effekt: Zum einen könnte so geschaut werden, welche Maßnahmen die Erderwärmung am effizientesten verlangsamen können. Zum anderen wird so deutlicher, welche Regionen mit welchen Auswirkungen rechnen müssen. Dementsprechend früh können dann Gegenmaßnahmen vor Ort getroffen werden. Hinzu kommt ein generell besseres Verständnis des Klimas und der dahinter stehenden Wechselwirkungen. Supercomputer werden weltweit allerdings nicht nur zur Berechnung von Klimamodellen verwendet. Vielmehr wurde ihre Rechenpower auch für den Kampf gegen das Coronavirus oder für die Erforschung von Atomwaffen genutzt. Wo sie an ihre Grenzen stoßen, könnten zukünftig zudem Quantencomputer ins Spiel kommen.

Via: Der Spiegel

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