Geballte Rechenleistung

Auf die Maschine selbst hat nur eine handverlesene Zahl Entwickler Zugriff. Sie läuft unter der auf den Vektorbetrieb spezialisierten Unix-Variante Super-UX [7], auch wenn es Entwickler gibt, die gegenwärtig damit experimentieren, einen Linux-Kernel auf der Architektur zu booten. Die reine Rechenleistung zu erbringen ist eher eine Frage des Geldes, nicht der Technik. Viel schwieriger scheint zu sein, die Daten möglichst schnell zur Vektoreinheit zu transportieren und die bereits berechneten Roh-Ergebnisse von dort wieder abzuholen und aufzubereiten.

Dazu dienen zwei Cluster von insgesamt 960 Opteron-Kernen mit 1920 GByte Hauptspeicher pro Cluster. Die Hardware stammt von Sun, als Betriebssystem dient SLES von Novell. Linux-Cluster und Vektoreinheit sind über ein Infiniband-Speichernetz verbunden, Altix-Systeme von SGI koordinieren die hochverfügbare Datenhaltung in Oracle-Datenbanken. Auf dem Linux-Cluster befindet sich ein Großteil der Logik der Vorhersage, hier arbeiten die Wissenschaftler, die die Verlässlichkeit alter Modelle verifizieren und neue ausprobieren.

Was wäre, wenn ...?

"Wettervorsagen haben in der Öffentlichkeit eher einen gemischten Ruf", bedauert Michael Buchhold, Referatsleiter Verifikation und Interpretation im DWD, "aber objektiv sind wir in den vergangenen Jahren viel besser geworden." Der Diplom-Meteorologe, der bereits 1980 als Diplomarbeit ein erstes numerisches Vorhersagemodell implementierte, plant als Schnittstelle zwischen Wetterleuten und Systemtechnikern die Vorhersagen für morgen. "Es gibt Parameter, etwa die Temperatur, die wir gut vorhersagen können", ist sich Buchhold sicher, schränkt aber ein: "Bestimmte Formen von Niederschlag vorherzusagen ist viel schwieriger."

Neuere Computer können zwar die Gitterabstände immer weiter verkleinern, etwa von 40 auf 20 Kilometer für das globale Modell. Aber bereits 1962 wies Edward N. Lorenz vom MIT auf die Grenzen des rein numerischen Ansatzes hin [8]. Daher arbeiten die Forscher des DWD nun daran, die gleiche Simulation mehrfach mit kleinen Änderungen der Anfangswerte und etwas voneinander abweichenden Parametern der physikalischen Simulation durchzuführen.

Dieses Ensemble von Ergebnissen bewerten die Mitarbeiter dann unter propabilistischen Gesichtspunkten. "In Zukunft werden wir dazu übergehen, Wahrscheinlichkeiten für ein gewisses Ereignis anzugeben, etwa dass es zu 80 Prozent mindestens 25 Grad warm wird", erläutert Buchold das Ziel.