McCoy von der University of Wyoming leitet Erdsystemmodellprojekt mit DOE-Zuschuss in Höhe von 1 Mio. USD

May 13, 2024

28. August 2023

28. August 2023 – Das Verständnis und die Vorhersage der globalen Umwelt sind entscheidend für fundierte Entscheidungen in den Bereichen Infrastruktur, Energie und Landwirtschaft. Um die globale Umwelt zu verstehen und vorherzusagen, sind globale Modelle erforderlich.

Um dieses Problem besser anzugehen, untersucht Daniel McCoy, Assistenzprofessor für Atmosphärenwissenschaften an der University of Wyoming, Erdsystemmodelle (ESMs) als Grundlage für die Vorhersage, wie die Erde in den kommenden Jahrzehnten aussehen wird.

McCoy erhielt über einen Zeitraum von zwei Jahren einen Zuschuss des US-Energieministeriums (DOE) im Wert von 998.587 US-Dollar für sein Projekt mit dem Titel „Creating the Framework for the Next-Generation Energy Exascale Earth System Model (E3SM)“ am PROCEED (Perturbed Physics Ensemble Regression Optimization Center for ESM Evaluation and). Entwicklung)." Die Förderung beginnt am 1. September und endet am 31. August 2025.

Es handelt sich um eines von 14 Forschungsprojekten im Bereich saubere Energie, die in einer Ankündigung vom 26. Juli insgesamt 33 Millionen US-Dollar vom DOE erhalten haben. Diese Finanzierung – bereitgestellt durch das Programm „Established Program to Stimulate Competitive Research“ (EPSCoR) des DOE – soll die geografische Verteilung der Bundesmittel für Forschung und Entwicklung verbessern und die Forschungskapazitäten in unterversorgten Regionen des Landes stärken. Die geförderten Projekte werden eine Reihe von Themen abdecken, darunter Netzintegration, erneuerbare Solar- und Windenergie sowie fortschrittliche Fertigung.

„Von der National Science Foundation finanziertRechtsSupercomputer amNCAR-Wyoming Supercomputing Center „In die der Bundesstaat Wyoming erheblich investiert hat, ist diese Art von Rechenarbeit möglich“, sagt McCoy. „Eine der Hauptkomponenten dieser Arbeit ist der Einsatz künstlicher Intelligenz und maschineller Lerntechniken, um die Art und Weise, wie wir neue ESMs entwickeln, effizienter und zuverlässiger zu gestalten. An der University of Wyoming kommen die Wissenschaftler, die an PROCEED teilnehmen, aus dem Department of Atmospheric Science und der School of Computing.“

McCoy erklärt, dass ESMs Gleichungen lösen, um unter anderem Wind, Regen, Wolken und Temperatur in Gitterboxen auf der ganzen Welt vorherzusagen. ESMs wurden von zahlreichen verschiedenen nationalen und internationalen Labors, darunter dem DOE, mit dem Ziel erstellt, umsetzbare Projektionen der Variabilität und Veränderung des Erdsystems bereitzustellen. Darüber hinaus entwickeln, verbessern und fordern Wissenschaftler ESMs ständig weiter, indem sie ihre Vorhersagen mit dem vergleichen, was von der Oberfläche, Flugzeugen und Satelliten aus gesehen wird, um sicherzustellen, dass sie zuverlässige Vorhersagen für die Zukunft liefern können.

„ESMs haben einen harten Job. Sie müssen in der Lage sein, zu berechnen, wie Sturmsysteme mit einer Breite von tausend Meilen uns mit Regen überschwemmen oder uns mit Wind zerfetzen. Gleichzeitig bilden sich Tröpfchen in Wolken mit einer Größe von weniger als einem Millimeter auf kleinen Staub- und Splittstücken“, sagt McCoy. „Die Art und Weise, wie sich Tröpfchen in Wolken bilden, beeinflusst die Art und Weise, wie sich diese Stürme entwickeln. ESM müssen beide Probleme gleichzeitig angehen.“

McCoy ist der Hauptforscher (PI) des Projekts und wird mit Jennifer Griswold zusammenarbeiten, einer außerordentlichen Professorin für Atmosphärenwissenschaften und Lehrstuhlinhaberin an der University of Hawaii-Mānoa. Gabrielle Allen, Direktorin der UW School of Computing, und Dana Caulton, Assistenzprofessorin für Atmosphärenwissenschaften an der UW, werden als Co-PIs des Stipendiums fungieren.

Die Gruppe wird mit Wissenschaftlern des Pacific Northwest National Laboratory und des Lawrence Livermore National Laboratory zusammenarbeiten. Darüber hinaus wird das Stipendium über ein externes Beratungsgremium verfügen, dem Wissenschaftler des UK Meteorological Office, der Scripps Institution of Oceanography an der University of California-San Diego, des NASA Goddard Institute for Space Studies und der Technischen Universität Delft angehören.

PROCEED werde neue Ansätze entwickeln, um die Darstellung von Prozessen auf der Skala von Staub- und Wolkentröpfchen in ESMs zu verbessern und um besser zu verstehen, wie sie sich auf unseren Planeten auswirken, sagt er.

„Amerikas nächster großer Energiedurchbruch kann überall im Land kommen, und deshalb sollten staatliche Forschungs- und Entwicklungsinvestitionen alle Teile des Landes erreichen und ihnen zugute kommen“, sagt Energieministerin Jennifer Granholm. „Die Finanzierung, die wir heute bekannt geben, wird Innovationen vorantreiben und Energiearbeitsplätze im ganzen Land schaffen.“

Quelle: University of Wyoming