Ausflüge ins Deutsche Klimarechenzentrum, ein Supercomputer und seine Aufgaben
Die vier Informatik-Kurse der gymnasialen Oberstufe waren zu Besuch im Deutschen Klimarechenzentrum (DKRZ).
„Was beeinflusst unser Klima? Wird es auf der Erde immer wärmer? Wie schnell steigt der Meeresspiegel? Und wie wird das Klima in 50 Jahren in Deutschland? Diese Fragen lassen sich nur mit einem Supercomputer beantworten.“
So titelt das Klimarechenzentrum für sich – weshalb wir uns in Zeiten von Greta Thunberg und der Friday for Future-Bewegung selbst ein Bild gemacht haben.
In einem Vortrag wurde zunächst der Unterschiede zwischen Klima und Wetter herausgestellt, was ein Klimamodell überhaupt ist und woher diese Unmengen an Daten resultieren.
Dafür mussten wir erst einmal verstehen, wie das Zusammenspiel von Ozean-Atmosphäre und Weltraum zusammenhängt.
Um zu verstehen, wie die Gesetzmäßigkeiten, Prozesse und Wechselwirkungen des Klimasystems funktionieren, helfen Modelle. In diesen werden Atmosphäre und Ozean in Gitterzeilen zerlegt. Dieses Gitternetz umspannt die Erde. Auflösung, Verlässlichkeit und Datenauswertung benötigen riesige Rechenkapazitäten.
Im Jahr 1985 lag der Gitterabstand bei 500 km. Die Genauigkeit von Aussagen zu dieser Zeit, kann sich ein jeder vorstellen, oder? Heute ist der Gitterabstand der Globalmodelle 40 km (Atmosphäre) und 10 km (Ozean) – also schon ziemlich genau. 1985 reichte dafür ein Prozessor um einen kurzen Zeitraum zu erforschen. Der im Moment aktive Supercomputer besitzt 68.000 Prozessoren und kann Zeiten zwischen Monaten und 100.000 Jahren simulieren. Allerdings ist seine Zeit auch schon gezählt, denn ca. alle 5 Jahre wird ein neuer Supercomputer benötigt um den aktuellen Forschungsfragen gerecht zu werden.
Im Anschluss an den Vortrag konnten die Schülerinnen und Schüler sich ein Bild davon machen, wie so ein Supercomputer aussieht, wie laut er ist und dass warmes Wasser über das Dach geleitet wird um diesen zu kühlen. Bewusst wurde ihnen auch, wieviel Technik es benötigt diese riesigen Datenmengen zu produzieren, zu speichern sowie grafisch und dynamisch aufzuarbeiten. Dahinter stecken eine enorme Logistik, jede Menge Speicher und extrem schnelle Datenverbindungen.
„Das DKRZ besitzt einen der weltweit größten Datenspeicher. Anfang 2015 lagen hier 40 Petabyte Ergebnisdaten von Klimasimulationen, verteilt auf 20 Millionen Dateien. Zum Vergleich: bei einer durchschnittlichen Filmlänge von zwei Stunden sind auf einer Hollywood-DVD etwas 5 Gigabyte Daten. Umgerechnet entsprechen 40 Petabyte also acht Millionen Spielfilmen und damit etwas 1.800 Jahren Film.“
Der Besuch im DKRZ ermöglichte es uns, die Technik und den Fortschritt im Bereich der Klimaforschung zu verstehen um die Vergangenheit, die Gegenwart und die Zukunft in einem größeren Zusammenhang zu denken.
