Forschung
„Klimawissenschaft vorantreiben mit hochauflösender Modellierung, KI und digitalen Zwillingen“
Wir innovieren kontinuierlich, um:
• Das Verständnis der Klimadynamik zu erweitern.
• Polar-Klimaprognosen und deren globale Auswirkungen zu verbessern.
• Klimamodellierung mit KI zu integrieren.
• Klimageschichten für eine bessere Kommunikation zu verbessern.
Wichtige Forschungsgebiete
Verstehen der Physik des Klimas und des Klimawandels
- Untersuchung grundlegender Klimaprozesse, einschließlich:
- Atmosphärischer und ozeanischer Kreislauf im großen Maßstab.
- Klimavariabilität und langfristige Klimatrends.
- Die Rolle der Polarregionen bei der Gestaltung des globalen Klimas.
- Beurteilung, wie sich die Klimadynamik als Reaktion auf menschengemachte Veränderungen entwickelt.
- Verbesserung des prozessbasierten Verständnisses durch Beobachtungen, Simulationen und Theorie.
Modellentwicklung
- FESOMx – Das nächste Generation Finite volumE Sea Ice-Ocean Model, konzipiert für:
- Hohe Leistung (GPU-kompatibel, Python-basiert, Mixed-Precision).
- Modulares und skalierbares Design für einfache Anpassung.
- Integration von KI für verbesserte Klimasimulationen.
- Gekoppelte Klimamodellierung: OpenIFS-FESOM, IFS-FESOM und fortgeschrittene hybride Modelle.
- Beiträge zu CMIP7 zur Unterstützung internationaler Klimaprojektionen.
Hochauflösende Klimamodellierung und digitale Zwillinge
- Simulationen im Kilometermaßstab, einschließlich Klimaprojektionen für das späte 21. Jahrhundert.
- Digitale Zwillinge für Destination Earth und TerraDT.
- KI-unterstützte Klimamodellierung zur Verbesserung der Effizienz und Genauigkeit.
Klimageschichten – Klimawandel greifbarer machen
- Entwicklung operativer und hochauflösender Storylines zur Erforschung:
- Extremer Wetterereignisse, Antarktisches Meereis und AMOC.
Einsatz von spektralem Nudging, um Modelle mit realen Daten zur Evaluierung abzugleichen.
Künstliche Intelligenz in der Klimawissenschaft
- KI-gesteuerte Emulatoren und Basis-Modelle für:
- Meereis, Ozean- und Klimasysteme.
- Hochauflösendes Downscaling für lokale Klimaeinsichten.
- KI-basierte Diagnosen zur Verfolgung von Ozeanwirbeln und anderen wichtigen Prozessen.
- KI-unterstützte Werkzeuge: Sea Ice Emulator, AWI KI-Assistent, PangaeaGPT.
Polarvorhersage
AWI Coupled Prediction System (AWI-CPSv3) für Arktis- und Antarktis-Prognosen.