Einführung des neuen Wettermodells ICON setzt Meilenstein in der Schweizer Wettervorhersage
Das Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz führt das innovative Wetter- und Klimamodell ICON in den operationellen Betrieb ein. Dieses Modell ersetzt das bisher genutzte Wettermodell COSMO und steigert die Zuverlässigkeit und Effizienz der meteorologischen Prognosen in der Schweiz.
Präzise und zuverlässige Wettervorhersagen und -warnungen sind zentral für Behörden, Wirtschaft und Privatpersonen, um wetterabhängige Entscheidungen rechtzeitig zu treffen. Wettermodelle berechnen diese Vorhersagen durch dreidimensionale Computersimulationen der atmosphärischen Veränderungen in den kommenden Stunden und Tagen. Insbesondere im Alpenraum, wo lokale Wetterereignisse, wie Gewitter, Berg- und Talwindsysteme häufig vorkommen, benötigen diese Modelle eine sehr hohe räumliche Auflösung. Die Wettermodelle (ICON-CH1-EPS und ICON-CH2-EPS) von MeteoSchweiz berechnen diese Vorhersagen in mehrfacher Ausführung. Dies ermöglicht die Abschätzung der Vorhersagezuverlässigkeit und die Berücksichtigung von Wahrscheinlichkeiten für Entscheide.
Nach einer mehrjährigen intensiven Entwicklungs- und Testphase im Rahmen des Projekts ICON-22 setzt MeteoSchweiz nun das Wettermodell ICON operativ ein und löst das Vorgängermodell COSMO ab. ICON bringt eine Vielzahl von Vorteilen mit sich, darunter eine genauere Nachbildung der Schweizer Topografie, die zu einer höheren Genauigkeit und Qualität in der Wettervorhersage beiträgt, sowie effizientere Rechenprozesse. Dies verbessert die Entscheidungsfindung in kritischen Wirtschaftssektoren, wie der Land- und Energiewirtschaft sowie dem Katastrophenschutz.
Was sind die Vorteile von ICON im Vergleich zu COSMO?
ICON verwendet ein innovatives Dreiecksgitter, das eine gleichmässigere und höhere Auflösung ermöglicht. Indem ICON die komplexe Topografie der Schweiz exakter abbildet, errechnet es präzisere Vorhersagen des Wetters im Vergleich zu COSMO.
ICON kann sowohl für regionale als auch für globale Wetter- und Klimasimulationen eingesetzt werden. Es kann zudem bestimmte Regionen, wie die Alpen, mit dem sogenannten Nesting-Verfahren detaillierter modellieren. Die von ICON verwendeten Algorithmen erfassen die relevanten physikalischen Prozesse des Wetters besser als COSMO. ICON bietet mehr Flexibilität und ist leichter erweiterbar, was es einfacher macht, neue wissenschaftliche Erkenntnisse und technologische Fortschritte zu integrieren. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Verbesserung des Modells.
Neues Wettermodell läuft auf neuem Supercomputer
Wie bereits das COSMO Modell ist auch ICON für die Nutzung von leistungsfähigen Grossrechnern am Nationalen Hochleistungsrechenzentrum CSCS optimiert. Dies ist ein Ergebnis der langjährigen engen Kooperation zwischen MeteoSchweiz und dem CSCS. 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.
Während MeteoSchweiz für den Betrieb von COSMO dezidierte Infrastruktur am Schweizer Hochleistungsrechenzentrum CSCS genutzt hat, wird ICON neu auf der innovativen Rechenplattform Alps des CSCS betrieben. Diese ist auf die Standorte Lugano und Lausanne verteilt. Die Plattform bietet erhöhte Resilienz für den Betrieb durch die Verteilung auf verschiedene Standorte, sowie nahezu unbegrenzte Rechenleistung, die von MeteoSchweiz nun flexibler genutzt werden kann.
Erfolgreiche internationale Zusammenarbeit
ICON ist das Ergebnis intensiver Zusammenarbeit zwischen internationalen Partnern. Zu den ICON-Partnern gehören das Center for Climate Systems Modeling (C2SM) mit der ETH Zürich und der MeteoSchweiz, das Deutsche Klimarechenzentrum (DKRZ), der Deutsche Wetterdienst (DWD), das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie das Max-Planck-Institut für Meteorologie (MPI-M). ICON zeigt, wie gewinnbringend die Zusammenarbeit zwischen Forschung und den nationalen Wetterdiensten ist. ICON ist öffentlich als Open-Source zugänglich. Dies fördert Innovation und ermöglicht es, in einer grossen und aktiven Gemeinschaft von Entwicklerinnen und Entwicklern das Modell kontinuierlich zu verbessern und optimieren. Die enge Kooperation mündet in Wetterprognosen und Klimaprojektionen von hoher Qualität, wovon sowohl die Forschungsgemeinschaft als auch die Gesellschaft profitiert.