Data Science
MarDATA
[Stephan Juricke, Arne Biastoch]
Das GEOMAR und die Forschungseinheit Ozeandynamik haben es sich zur Aufgabe gemacht, die Entwicklung des schnell wachsenden Bereichs der marinen Data Science zu fördern. Als Teil dieser Bemühungen leitet die Gruppe die Helmholtz School for Marine Data Science MarDATA in enger Zusammenarbeit mit der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, dem Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung Bremerhaven, der Universität Bremen und dem Constructor University Bremen. Im Rahmen von MarDATA nähern sich Doktorandinnen und Doktoranden meereswissenschaftlichen Projekten aus einer interdisziplinären Perspektive, indem sie Themen aus dem Bereich der Meereswissenschaften mit fortschrittlichen Technologien der Data Science angehen.
Anwendungen
[Nils Hutter, Yannick Wölker, Sweety Mohanty, Rajka Juhrbandt, Willi Rath]
In den letzten Jahren hat das maschinelle Lernen (ML) die numerische Wettervorhersage verändert und durch datengesteuerte Modelle sowohl die Effizienz als auch die Genauigkeit verbessert. Am GEOMAR entwickeln wir effiziente Emulatoren für Meereis und Ozeandynamik, die stabile, langfristige Klimasimulationen bei drastisch reduzierten Rechenkosten ermöglichen sollen - und damit den Weg für digitale Zwillinge des Ozeans ebnen. Zusätzlich zu rein statistischen Ersatzmodellen konzentriert sich unsere Arbeit auf die Entwicklung hybrider numerischer ML-Modelle, die traditionelle physikalische Simulationen mit der Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des maschinellen Lernens verbinden. Dieser flexible Rahmen ermöglicht es uns, einzelne physikalische Komponenten durch vereinfachte, interpretierbare Modelle des maschinellen Lernens zu ersetzen, was eine einzigartige Möglichkeit bietet, neue physikalische Erkenntnisse aus Beobachtungsdaten zu gewinnen. Darüber hinaus entwickeln wir ML-basierte Parametrisierungen für ozeanische Prozesse und statistische Modelle für die Vorhersage und Ableitung wichtiger Klimaindizes, wie z. B. die Atlantische Meridionale Umwälzzirkulation (AMOC).
