Förderbeginn 01.01.2025

Nachhaltige Berechnungsverfahren und adaptive Algorithmen für die GPU-beschleunigte Vorhersage von Klima- und Wetterauswirkungen

Prof. Dr. Michael Schlottke-Lakemper
Universität Augsburg
Chair of High-Performance Scientific Computing

Prof. Frank Giraldo
Naval Postgraduate School - NPS
Department of Applied Mathematics



Die prädiktive Modellierung von Extremwetterereignissen ist ein zentrales Instrument, um die Auswirkungen des Klimawandels sowohl auf regionaler als auch auf globaler Ebene anzugehen. Regionen wie Kalifornien und Bayern stehen vor enormen Herausforderungen aufgrund der zunehmenden Häufigkeit solcher Ereignisse. Durch den Einsatz prädiktiver Simulationsmethoden können regionale und kommunale Behörden klimaresiliente Infrastrukturen besser planen und angemessen dimensionieren. Allerdings sind großskalige, hochaufgelöste numerische Simulationen äußerst rechenintensiv und erfordern fortschrittliche rechnergestützte und mathematische Methoden, um regionale Klimaauswirkungen effizient vorhersagen zu können. Um diesem Bedarf gerecht zuwerden, arbeitet unser Projekt daran, das Julia-basierte Simulationsframework Trixi.jl so zu erweitern, dass lokale Extremwetterereignisse mithilfe lösungsadaptiver Algorithmen auf GPU-basierten Supercomputern simuliert werden können. Zudem wird die Integration von Machine Learning und automatischer Differenzierung Sensitivitätsanalysen erleichtern und die Entwicklung noch anspruchsvollerer Surrogatmodelle ermöglichen.