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WMS Numerische Seegangsvorhersagen für die deutschen Küsten (CWAM)

Grundlage des numerischen Seegangsvorhersagesystems im Deutschen Wetterdienst (DWD) ist ein spektrales Seegangsmodell der 3.Generation (3G-WAveModel). Spektrale Modelle beschreiben den Zustand des Seegangs über das sogenannte Frequenz-Richtungs-Seegangsspektrum – das ist die 2-dimensionale Verteilung der Wellenenergie nach Wellenfrequenz (bzw Wellenperiode oder Wellenzahl) und Ausbreitungsrichtung. In der gegenwärtigen Version wird eine Auflösung von 36 Richtungen und 30 Frequenzen (Wellenperioden zwischen 1.5 und 24 Sekunden) verwendet. Im numerischen Modell wird die zeitliche Entwicklung des Seegangsspektrums an einer Vielzahl von Punkten eines über die Meeresoberfläche gespannten Gitters berechnet. Die Wellenenergie ändert sich durch die folgenden physikalischen Prozesse: • Wellenwachstum durch den abwärts gerichteten Impulsfluss aus dem Windfeld • Wellenkinematik (Advektion, Refraktion) • Umverteilung der Energie zwischen den Wellenzahlen durch nichtlineare Wechselwirkungen • Dissipation (interne Reibung und Wellenbrechen) Ähnlich wie die Kette der Atmosphärenmodelle (ICON, ICON-EU und ICON-D2) ist das Seegangsvorhersagesystem in verschiedene Vorhersagegebiete gegliedert: Das globale Modell GWAM, das Europamodell EWAM und das hoch auflösende Küstenmodell CWAM. Der Modellseegang wird durch analysierte und vorhergesagte 10m-Winde der Atmosphärenmodelle angetrieben.

WMS Numerische Seegangsvorhersagen für die europäische Küsten (EWAM)

Grundlage des numerischen Seegangsvorhersagesystems im Deutschen Wetterdienst (DWD) ist ein spektrales Seegangsmodell der 3.Generation (3G-WAveModel). Spektrale Modelle beschreiben den Zustand des Seegangs über das sogenannte Frequenz-Richtungs-Seegangsspektrum – das ist die 2-dimensionale Verteilung der Wellenenergie nach Wellenfrequenz (bzw Wellenperiode oder Wellenzahl) und Ausbreitungsrichtung. In der gegenwärtigen Version wird eine Auflösung von 36 Richtungen und 30 Frequenzen (Wellenperioden zwischen 1.5 und 24 Sekunden) verwendet. Im numerischen Modell wird die zeitliche Entwicklung des Seegangsspektrums an einer Vielzahl von Punkten eines über die Meeresoberfläche gespannten Gitters berechnet. Die Wellenenergie ändert sich durch die folgenden physikalischen Prozesse: • Wellenwachstum durch den abwärts gerichteten Impulsfluss aus dem Windfeld • Wellenkinematik (Advektion, Refraktion) • Umverteilung der Energie zwischen den Wellenzahlen durch nichtlineare Wechselwirkungen • Dissipation (interne Reibung und Wellenbrechen) Ähnlich wie die Kette der Atmosphärenmodelle (ICON, ICON-EU und ICON-D2) ist das Seegangsvorhersagesystem in verschiedene Vorhersagegebiete gegliedert: Das globale Modell GWAM, das Europamodell EWAM und das hoch auflösende Küstenmodell CWAM. Der Modellseegang wird durch analysierte und vorhergesagte 10m-Winde der Atmosphärenmodelle angetrieben.

WMS Numerische Seegangsvorhersagen für Küsten

Grundlage des numerischen Seegangsvorhersagesystems im Deutschen Wetterdienst (DWD) ist ein spektrales Seegangsmodell der 3.Generation (3G-WAveModel). Spektrale Modelle beschreiben den Zustand des Seegangs über das sogenannte Frequenz-Richtungs-Seegangsspektrum – das ist die 2-dimensionale Verteilung der Wellenenergie nach Wellenfrequenz (bzw Wellenperiode oder Wellenzahl) und Ausbreitungsrichtung. In der gegenwärtigen Version wird eine Auflösung von 36 Richtungen und 30 Frequenzen (Wellenperioden zwischen 1.5 und 24 Sekunden) verwendet. Im numerischen Modell wird die zeitliche Entwicklung des Seegangsspektrums an einer Vielzahl von Punkten eines über die Meeresoberfläche gespannten Gitters berechnet. Die Wellenenergie ändert sich durch die folgenden physikalischen Prozesse: • Wellenwachstum durch den abwärts gerichteten Impulsfluss aus dem Windfeld • Wellenkinematik (Advektion, Refraktion) • Umverteilung der Energie zwischen den Wellenzahlen durch nichtlineare Wechselwirkungen • Dissipation (interne Reibung und Wellenbrechen) Ähnlich wie die Kette der Atmosphärenmodelle (ICON, ICON-EU und ICON-D2) ist das Seegangsvorhersagesystem in verschiedene Vorhersagegebiete gegliedert: Das globale Modell GWAM, das Europamodell EWAM und das hoch auflösende Küstenmodell CWAM. Der Modellseegang wird durch analysierte und vorhergesagte 10m-Winde der Atmosphärenmodelle angetrieben.

PalMod II: WP 1.3 - Einsetzen der letzten Eiszeit

Das Projekt "PalMod II: WP 1.3 - Einsetzen der letzten Eiszeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Das Ziel der Arbeiten in WG1.3 ist es, unter Verwendung von transienten gekoppelten Eisschild-feste Erde-Klima-Simulationen, das Verständnis der physikalischen Prozesse, die zur letzten Vergletscherung während des Marinen Isotopenstadiums 5 (MIS 5) führten, zu verbessern. Die Strategie von WG1 sieht vor, dass MPI-M, AWI, und MARUM die gleichen Themenpakete mit verschiedenen Modell-Setups (MPI-ESM, AWI-ESM, CESM) aber koordinierten Experimenten bearbeiten, um eine Modell-Unabhängigkeit der Ergebnisse sicher zu stellen.

WP 1.3 Der Aufbau von Eisschilden - Simulationen mit CESM

Das Projekt "WP 1.3 Der Aufbau von Eisschilden - Simulationen mit CESM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Simulation und das Verständnis der langfristigen Klimaänderungen, die zum Aufbau der Eisschilde nach dem Ende des letzten Interglazials geführt haben. Durch die Berücksichtigung von sich verändernden Eisschilden im Modellsystem können dabei explizit die Wechselwirkungen zwischen Eisschilden und anderen Komponenten des Klimasystems untersucht werden. Geplant sind gekoppelte transiente Eisschild-Klimasimulationen vom Marinen Isotopenstadium (MIS) 5 bis ins frühe MIS 3 (125-45 ka, tausend Jahre vor heute). In diesem langen Zeitintervall kommt es zu wiederholtem Eisschildaufbau und -abbau. Die physikalischen Prozesse, die die zeitliche und räumliche Entwicklung der Eisschilde bestimmt haben, werden anhand des gekoppelten Modellsystems im Detail studiert. Ein Augenmerk liegt dabei auf dem Zeitpunkt der Schließung arktischer Ozeanpassagen und ihre Auswirkungen auf die Ozeanzirkulation, die Meeresoberflächentemperaturen, das Klima und die Cryosphäre. Außerdem werden die Rollen der Landoberfläche (z.B. Vegetationsänderungen) und von Eisschild-Atmosphäre-Rückkopplungen (z.B. durch stationäre atmosphärische Wellen) untersucht. Die Strategie von WG1 sieht vor, dass AWI, MPI-M und MARUM diese Experimente koordiniert durchführen und im Rahmen eines Modellvergleiches auswerten, um die Robustheit der Ergebnisse einordnen zu können. Die Simulationen werden ferner in Zusammenarbeit mit CC2 und CC3 mit Proxydaten verglichen und ausgewertet. Das Projekt 1 in WP1.3 am MARUM ist für die Durchführung und Analyse der Simulationen mit dem gekoppelten CESM Modellsystem verantwortlich.

WP1.3 Der Aufbau von Eisschilden - Simulation und Untersuchung des Beginns der letzten Eiszeit mit MPI-ESM

Das Projekt "WP1.3 Der Aufbau von Eisschilden - Simulation und Untersuchung des Beginns der letzten Eiszeit mit MPI-ESM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Simulation und das Verständnis der langfristigen Klimaänderungen, die zum Aufbau der Eisschilde nach dem Ende des letzten Interglazials geführt haben. Durch die Berücksichtigung von sich verändernden Eisschilden im Modellsystem können dabei explizit die Wechselwirkungen zwischen Eisschilden und anderen Komponenten des Klimasystems untersucht werden. Geplant sind gekoppelte transiente Eisschild-Klimasimulationen vom Marinen Isotopenstadium (MIS) 5 bis ins frühe MIS 3 (125-45 ka, tausend Jahre vor heute). In diesem langen Zeitintervall kommt es zu wiederholtem Eisschildaufbau und -abbau. Die physikalischen Prozesse, die die zeitliche und räumliche Entwicklung der Eisschilde bestimmt haben, werden anhand des gekoppelten Modellsystems im Detail studiert. Ein Augenmerk liegt dabei auf dem Zeitpunkt der Schließung arktischer Ozeanpassagen und ihre Auswirkungen auf die Ozeanzirkulation, die Meeresoberflächentemperaturen, das Klima und die Kryosphäre. Außerdem wird die Rolle der Landoberfläche (z.B. Vegetationsänderungen) und von Eisschild-Atmosphäre-Rückkopplungen (z.B. durch stationäre atmosphärische Wellen) untersucht. Die Strategie von WG1 sieht vor, dass AWI, MPI-M und MARUM diese Experimente koordiniert durchführen und im Rahmen eines Modellvergleiches auswerten, um die Robustheit der Ergebnisse einordnen zu können. Die Simulationen werden ferner in Zusammenarbeit mit CC2 und CC3 mit Proxydaten verglichen und ausgewertet. Das Projekt am MPI-M ist für die Durchführung und Analyse der Simulationen mit dem gekoppelten MPI-M Modellsystem verantwortlich.

Teilprojekt 3: Struktur und Design

Das Projekt "Teilprojekt 3: Struktur und Design" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Im Vorhaben WarmWorld soll - aufbauend auf der führenden Rolle und Expertise der deutschen Klimaforschung und den signifikanten Investitionen der EU in neue Technologien - ein innovatives System zur Erstellung von Klimaprojektionen geschaffen werden. Zentrale Komponente dieses Systems ist das ICON Modell, das von MPI-M und DWD entwickelt wurde. Das Modell kann auf einem globalen feinen Netz von 2 km gerechnet werden und ermöglicht es dadurch, im Gegensatz zu heutigen Modellen, physikalische Prozesse direkt zu berechnen, anstatt sie, wie bisher, aus empirischen Annahmen abzuschätzen. Der ICON Code ist über viele Jahre gewachsen, inzwischen sehr umfangreich und bereits auf vielen HPC-Systemen im Einsatz. Um die nächste Rechnergeneration effizient nutzen zu können und den in WarmWorld geplanten Sprung zu einer neuen Qualität des Modells zu erreichen, erzwingen die aktuellen Entwicklungen im HPC-Sektor neue Ansätze und Programmiermethoden. Die notwendigen, anspruchsvollen Arbeiten am Code sind aus Sicht der Klimaforschung eher technischer Natur. Sie werden idealerweise definiert und begonnen, bevor mit der wissenschaftlichen Arbeit am und mit dem Code begonnen wird. Die aktuellen Entwickler können das notwendige 'redesign' großer Teile des Codes parallel zu Ihren wissenschaftlichen und operationellen Aufgaben nicht leisten. Dieser Tatsache wird in dem Verbundprojekt WarmWorld Faster Rechnung getragen. Faster übernimmt mit der Lieferung einer erster Version von ICON-Consolidated die Hauptverantwortung für das zweite globale Ziel von WarmWorld (GO2) : eine freie und quelloffene Software-Implementierung des vollständig (Land, Ozean, Atmosphäre) gekoppelten ICON-Modells, die so umgestaltet wurde, dass sie eine skalierbare Entwicklung ermöglicht. In diesem Teilprojekt - Design und Struktur - werden wesentliche Beiträge zu den allgemeineren Zielen von WarmWorld erbracht.

Investigating the impact of physical processes in the Southern Ocean on the carbon cycle during past, present and future climates

Das Projekt "Investigating the impact of physical processes in the Southern Ocean on the carbon cycle during past, present and future climates" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt.

Central projects - Z2: puting services

Das Projekt "Central projects - Z2: puting services" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ludwig-Maximilians-Universität München, Institut für Meteorologie, Lehrstuhl für Theoretische Meteorologie durchgeführt. The IT requirements in the first phase of W2W come in three categories: 1. A majority of the research projects involve running and modifying numerical models, most importantly the COSMO weather prediction model. 2. There is a need to share software tools and model output between investigators, often at different locations. This is motivated by individual collaborations, or among larger groups in the Cross-Cutting Activities. 3. Many projects make use of external data sets and significant duplication of effort may be avoided by coordinating access and local storage. A particular concern is that scientific programming often ignores or devotes little effort to the technical design of program code, including user interfaces, error handling, and often even documentation. Usually the code is intended to be used only within a small group of people with inside knowledge, sometimes even only the code writer himself. These shortcomings however seriously limit the propagation and lifetime of software. Many scientists participating in W2W have already developed extension to NWP models for scientific purposes, mainly using the COSMO limited area model from DWD. It can be anticipated that these extensions will show different quality of coding, testing and documentation and may use different interfaces. In W2W it is planned to share code not only among a larger group of people but also to combine different software extensions to use them in the same model run. To make this feasible will form the technical basis for the CCA Ensemble Tools, and the interface to tools developed in CCA Visualization. Within this service project a central code repository will be built and maintained, establishing modern standards of software engineering for simple exchange and use of NWP software. Additionally a data archive will be installed, postprocessing software will be adapted and a web server will be set up. Where possible, software will be made freely available under an open-source license.

Measurements of fission products in the experiments mol 7C/6 and mol 7C/7

Das Projekt "Measurements of fission products in the experiments mol 7C/6 and mol 7C/7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Technik und Umwelt durchgeführt. Objective: During core melt-down accidents, significant fractions of the fission product inventory can be released from the molten fuel to the sodium, and subsequent to vessel failure; a further release of fission products from the evaporating sodium-pool to the atmosphere will occur. The physical processes which occur in the mol 7c experiments, melting of the fuel in presence of sodium, being comparable with a real accident, interesting and important information can be obtained with respect to the source term problem of core melt-down accidents. Measurement of the activity concentration of the different fission products in the sodium and relating it to the mass of disrupted and molten fuel could provide nuclide-specific transfer factors. The unique features offered by the mol 7c experiments (release of radio nuclides from genuine molten LMFBR fuel through sodium vapour and liquid) can be fully utilized with the addition of a fission products measuring device, without interfering with the main objective of the experiment. General information: the upper part of the sodium circuit of the mol 7c in-pile section extends above the reactor top cover. So, fission product activity measurements can be made in front of the expansion tank which forms the upper part of the mol 7c loop. Activity measurements are made with a ge-li detector incorporated in an under water measuring device. This device has been conceived and used for the scanning of LWR fuel elements in the reactor pool. Between the detector and the mol 7c loop a collimator tube is installed. In front of the detector the lead shield around the upper part of the mol 7c loop is provided with a window. A preliminary evaluation of the detection limits of the fission products under theses circumstances gives the following results: - isotopes considered in the evaluation: 18 - isotopes easy to be measured: 8 sr91, i131, i133, ru103, ru105, te132, i134, i135 - isotopes detectable: 6 zr95, y92, y 93, zr97, ba140, nd149 - isotopes not detectable or with interference: 4 y91, te127m, ce144, nd147. The fabrication of the measuring device is in progress and it is scheduled to be available when the mol 7c/6 experiment is being carried out.

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