Vom Wasserkreislauf über den Austausch von Kohlenstoff bis hin zu Energieflüssen – Böden, Pflanzen, Grundwasser und Atmosphäre sind durch komplexe Prozesse und Wechselwirkungen miteinander verbunden. Supercomputer sind ein wichtiges Werkzeug, um diese besser zu verstehen und genauere Klima- und Wettervorhersagen zu ermöglichen. Das Simulation Laboratory Terrestrial Systems (SimLab TerrSys) am Jülich Supercomputing Centre (JSC) bietet Geowissenschaftlern ab sofort Unterstützung, um hierfür Jülicher Supercomputer-Ressourcen optimal zu nutzen. Das SimLab TerrSys ist Teil des standortübergreifenden Kompetenzzentrums für High-Performance Scientific Computing in Terrestrial Systems (HPSC-TerrSys), das 2011 unter dem Dach des Geoverbundes ABC/J gegründet wurde.

Die Jülicher Rechnersysteme der höchsten Leistungsklasse, wie etwa Europas schnellster Supercomputer JUQUEEN, eröffnen neue Perspektiven für Simulationsrechnungen terrestrischer Systeme wie Böden, landwirtschaftliche Nutzflächen und Oberflächengewässer. So verbessern höhere räumliche Auflösungen, längere Simulationszeiträume und realistischere Abbildung des natürlichen terrestrischen Systems die Aussagekraft der verwendeten Modelle. Das SimLab TerrSys koordiniert deren Nutzung auf den Supercomputern und implementiert sowie optimiert die Modellsysteme gemeinsam mit den Partnern in den jeweiligen Forschungsprojekten. „Dank dieser Möglichkeiten können Forscher Prozesse in terrestrischen Systemen besser verstehen und bestimmte Szenarien am Rechner durchspielen. Daraus ergeben sich neue nachhaltige Management-Optionen, etwa zur Anpassung an den Klimawandel“, sagt Dr. Klaus Görgen, Leiter des Simulation Laboratory Terrestrial Systems. Insgesamt betreibt das JSC sieben solcher Simulation Laboratories für verschiedene Forschungsgebiete.

Das Kompetenzzentrum HPSC-TerrSys verknüpft das im Geoverbund ABC/J vorhandene Know-how im Bereich des Supercomputings und der Geowissenschaften. An dem 2009 gegründeten Geoverbund sind die Universitäten in Aachen, Bonn und Köln sowie das Forschungszentrum Jülich beteiligt. „Die weltweit voranschreitenden Veränderungen der natürlichen Umwelt beeinflussen das System Erde-Mensch nachhaltig. Am HPSC-TerrSys erforschen wir die Ursachen dieser Veränderungen. Mit Hilfe neuester Vorhersagemodelle entwickeln und überprüfen wir Vermeidungsstrategien sowie Handlungsoptionen zur besseren Anpassung an diese veränderten Bedingungen“, erläutert der Leiter des Kompetenzzentrums, Prof. Stefan Kollet vom Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Agrosphäre, des Forschungszentrums Jülich.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beschäftigen sich im Rahmen von HPSC-TerrSys unter anderem mit der Berechnung und Simulierung der Wechselbeziehungen zwischen Atmosphäre und Landoberfläche (Universität zu Köln), der Umsetzung von Fernerkundungsdaten in hydrologische Modelle und Modelle terrestrischer Systeme auf der regionalen bis kontinentalen Ebene (Forschungszentrum Jülich und Universität Bonn), mit Modellierungen von Einflüssen auf Austauschprozesse zwischen Grundwasser und Fließgewässern (RWTH Aachen) und der nachhaltigen Wasserbewirtschaftung von Flusseinzugsgebieten (Forschungszentrum Jülich).

Weitere Informationen

Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Agrosphäre (IBG-3),
Forschungszentrum Jülich:
www.fz-juelich.de/ibg/ibg-3/

Geoverbund ABC/J:
www.geoverbund-abc.de

Kompetenzzentrum für High-Performance Scientific Computing in Terrestrial Systems (HPSC-TerrSys):
www.hpsc-terrsys.de