News 05.04.2016, 08:19 Uhr

Neues Wetterprognosemodell für den Alpenraum

MeteoSchweiz nimmt neuen Supercomputer für Wettervorhersagen in Betrieb.
Die Maschenweite dieser acht Mal pro Tag berechneten Modellvorhersage beträgt 1,1 km. Damit verdoppelt sich die Auflösung gegenüber dem alten Prognosemodell Cosmo-2, das seit 2008 in Betrieb ist. Dies ist ein wichtiger Fortschritt für die Vorhersage lokaler Wetterphänomene wie Gewitter, thermische Windsysteme oder Föhn.
Präzise und zuverlässige Wettervorhersagen und -warnungen sind wichtig für Behörden, Wirtschaft und Privatpersonen, damit sie vom Wetter abhängige Entscheide rechtzeitig treffen oder ihre Aktivitäten im Freien planen können. Um lokale Wetterereignisse wie Gewitter, thermisch angetriebene Berg- und Talwindsysteme oder Föhn genau vorherzusagen, braucht es besonders im Alpenraum eine sehr hohe räumliche Auflösung. Das bisher von MeteoSchweiz verwendete Vorhersagemodell Cosmo-2 mit 2,2 Kilometern Maschenweite war in der Lage, grössere Alpentäler oder Bodenstrukturen mit einer Ausdehnung von mindestens 10 km abzubilden. Die Entstehung von Gewitterwolken oder die Windverhältnisse in kleineren bis mittelgrossen Tälern wie beispielsweise dem Valle Maggia konnte es aber nicht immer simulieren.
Mit Cosmo-1 (links) lassen sich die Windverhältnisse im Alpenraum wesentlich detaillierter prognostizieren

Cosmo-1 im operationellen Einsatz

Nach einer sechsmonatigen Testphase nimmt MeteoSchweiz Cosmo-1 in Betrieb. Das neue Prognosemodell mit einer Maschenweite von 1,1 Kilometern ist für die Vorhersage lokaler Wetterphänomene im Alpenraum ein wesentlicher Fortschritt, der sich in detaillierteren regionalen Prognosen und genaueren lokalen Warnungen niederschlagen wird. So werden zukünftig auch die Windverhältnisse im eng eingeschnittenen Valle Maggia detaillierter simuliert.
Mit Cosmo-1 wird alle drei Stunden bis +33 Stunden in die Zukunft gerechnet, für die Ausgabe der Warnungen für den Folgetag sogar einmal pro Tag bis +45 Stunden. Der Betrieb von Cosmo-2 wird im Herbst 2016 eingestellt.
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Neues Vorhersagemodell läuft auf neuem Supercomputer

Auf diesen Rechnern im CSCS laufen die Cosmo-1-Prognosemodelle
Cosmo-1 benötigt rund 20-mal mehr Rechenleistung als Cosmo-2 und läuft deshalb auf dem neuen Supercomputer «Piz Kesch», der im September 2015 am Nationalen Hochleistungsrechenzentrum der Schweiz (CSCS) in Lugano in Betrieb genommen wurde. «Piz Kesch» wurde von MeteoSchweiz in Zusammenarbeit mit dem CSCS, dem Center for Climate Systems Modeling (C2SM) an der ETH Zürich sowie den Firmen Cray und Nvidia für die Bedürfnisse von MeteoSchweiz massgeschneidert.
MeteoSchweiz setzt als erster nationaler Wetterdienst weltweit auf eine neue Rechnerarchitektur für ihre operationellen Wettervorhersagemodelle: Durch die Verwendung von Grafikprozessoren (GPUs) und einer für GPUs optimierten Software rechnet der Supercomputer nicht nur deutlich schneller, sondern auch wesentlich energieeffizienter, was eine Vervielfachung der Rechenkapazität zu gleichen Kosten ermöglicht.
Für die Wettervorhersage werden heute komplexe Programme eingesetzt, sogenannte numerische Modelle, welche die zeitliche Veränderung der Atmosphäre in numerischen Formeln abbilden. MeteoSchweiz setzt das Modell Cosmo ein, das sie in Kooperation mit dem internationalen Konsortium Cosmo (Consortium for Small-scale Modeling) mitentwickelt.
Die komplexen Codes der Software des Modells wurden für die Umstellung auf ein GPU-basiertes Rechnersystem während der vergangenen fünf Jahre erweitert und optimiert. Dies geschah in Zusammenarbeit von MeteoSchweiz mit Forschenden der ETH Zürich, dem C2SM und dem CSCS im Rahmen der Initiativen HP2C (High Performance and High Productivity Computing) und PASC (Platform for Advanced Scientific Computing). Diese wurden im Rahmen der Umsetzung der Nationalen Hochleistungsrechenstrategie lanciert.



Kommentare

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PC-John
05.04.2016
Ein neues Wetterdiagnose-Modell? Dazu sind andere Leute zuständig. Der bekannte Wetter-Prophet Bucheli soll mal gefragt worden sein, wie genau die Prognosen denn wirklich wären. Seine Antwort: "Für max. 7 Tage können wir Angaben machen, für längere Zeiträume zum Voraus wären die Wetter-Schmöker aus dem Muotatal zuständig." Das neue Wetter-Modell wird an dieser Aussage nichts ändern. PC-John

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karnickel
12.04.2016
Herr Bucheli arbeitet glaub bei SRF Meteo. Der Artikel berichtet über das "Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz". Sind zwar alles öffentlich finanzierte Einrichtungen, trotzdem kauft der eine beim anderen ein.