Rechencluster für numerische Modellierung und Simulation

• Fachliche Zuordnung: Geographie
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431063325

Die AG Klimageographie beschäftigt sich vorrangig mit der numerischen Modellierung von Gebirgsgletschern auf großer regionaler und globaler Skala, sowohl zur Rekonstruktion von Gletscherdynamik in der Vergangenheit als auch zur Erstellung von Projektionen und zur konzeptionellen Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Gletschern und Klima. Mithilfe der Ergebnisse werden die Rolle der Gletscher für die Wasserverfügbarkeit in vergletscherten Einzugsgebieten und der Beitrag der Gletscher zu regionalen Meeresspiegeländerungen untersucht, einschließlich von gesellschaftlich relevanten Klimafolgen, die in diesem Bereich entstehen. Grundlage dieser Arbeiten ist das von der Arbeitsgruppe federführend entwickelte Open Global Glacier Model (OGGM, s. http://oggm.org). Darüber hinaus werden Methoden des statistischen und dynamischen Downscalings der Atmosphärendynamik entwickelt und angewandt, um die Wechselwirkungen zwischen Eis und Atmosphäre in komplexer Gebirgstopographie besser verstehen und in globalen Modellen darstellen zu können.Da die einzelnen von OGGM dargestellten Gletscher nicht dynamisch gekoppelt sind und ein Lauf des Modells daher aus einer Vielzahl relativ kleiner, unabhängiger Prozesse besteht, ist die Skalierbarkeit von OGGM hervorragend. Damit ist OGGM im Prinzip gut geeignet für die Nutzung von Ressourcen z.B. im HLRN. Praktisch ist die Nutzung dort allerdings stark eingeschränkt, da OGGM sehr viele und vor allem unterschiedliche externe Datenressourcen nutzt, die aufgrund häufiger Updates dynamisch aus dem Internet geladen werden. Dies ist bei Ressourcen wie dem HLRN aus Sicherheitsgründen unmöglich. Alternativ könnten die benötigten Daten vorab hochgeladen werden, die große Datenmenge (vollständiger Datensatz aktuell ca. 1 TB pro globalem Lauf, Tendenz steigend) macht das aber äußerst impraktikabel.OGGM braucht eine sehr aktuelle Python-Umgebung und häufige Updates, da es sich nach wie vor in dynamischer Entwicklung befindet. Dies ist inkompatibel mit dem Bedürfnis von Großrechnern wie sie im HLRN bereitgestellt werden, die auf Stabilität ausgelegt sind (und bei denen Nutzer keine direkte Kontrolle über die installierten Pakete haben). Tests haben auch gezeigt, dass aufgrund der Abhängigkeiten von aktuellen Paketen OGGM momentan nicht auf den HLRN-Ressourcen genutzt werden kann. Zusätzlich macht die Weiterentwicklung des Modells einen relativ großen Anteil der Arbeit aus, die praktikabel nur auf flexibel verfügbaren und konfigurierbaren, lokalen Ressourcen erledigt werden kann. Darüber hinaus gibt es in OGGM neben den (sehr gut skalierbaren) Tasks zur Modellierung der einzelnen Gletscher etliche globale Tasks (vor allem im Bereich der Parameteroptimierung und Validierung), die nicht parallelisierbar sind und stattdessen über entsprechend hohe maximale wall clock times abgefangen werden können. Der beantragte Rechencluster wird zur Aufrechterhaltung der Rechenmöglichkeiten der Arbeitsgruppe benötigt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Rechencluster für numerische Modellierung und Simulation
• Gerätegruppe: 7030 Dedizierte, dezentrale Rechenanlagen, Prozeßrechner
• Antragstellende Institution: Universität Bremen
• Leiter: Professor Dr. Ben Marzeion