Modelle

Wir setzen rechenintensive Ozean-Meereis-Modelle auf der Grundlage der Gemeinschaftsprogramme NEMO und FESOM auf. Da ein wichtiger Schwerpunkt unserer Forschung auf der Bedeutung mesoskaliger und submesoskaliger Prozesse liegt, müssen unsere Konfigurationen nicht nur die großskalige Ozeanzirkulation darstellen, sondern auch einen Teil der kleineren Skalen auflösen. In NEMO wird dies durch eine adaptive Gitterverfeinerung erreicht, die zu Nestern bis auf die km-Skala innerhalb globaler Modelle mit gröberer Auflösung führt. FESOM verwendet stattdessen eine flexible Netzverfeinerung durch unstrukturierte dreieckige Volumina, bei denen die Auflösung flexibel platziert werden kann, wo immer es nötig ist.

Unsere Modelle stellen nicht nur die Ozeandynamik dar, sondern auch gekoppelte Prozesse zwischen Luft und Meer (Kopplung mit atmosphärischen Modellen wie OpenIFS und ECHAM in FOCI), die Meereisdynamik oder den Einfluss des Ozeans auf die Aufnahme von Kohlenstoff und Spurengasen (durch biogeochemische Modelle). Wir verwenden idealisierte Konfigurationen wie Ozeankanäle oder doppelte Wirbelkonfigurationen, um uns auf bestimmte ozeanische Regime zu konzentrieren, ein Prozessverständnis zu erlangen und Ozean- und Klimamodelle weiterzuentwickeln. Hybride numerische Modelle für maschinelles Lernen sind ein sich schnell entwickelndes Forschungsgebiet, zu dem wir ebenfalls beitragen, um die Modellfähigkeiten zu verbessern.

Aufgrund des hohen Rechenbedarfs werden unsere numerischen Modelle typischerweise an Hochleistungszentren wie dem Helmholtz-geförderten Jülich Supercomputing Centre (JSC) und dem Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ) sowie an anderen nationalen Rechenzentren wie dem Verbund für Nationales Hochleistungsrechnen (NHR) und dem lokalen Rechenzentrum der Universität Kiel durchgeführt.