LUMI tarjoaa uraauurtavia laskentametodeita ilmastotutkimukselle
Ilmatieteen laitoksen ja Helsingin yliopiston tutkimusprofessorit Christina Williamson sekä Risto Makkonen työskentelevät yhdessä coloradolaisten kumppaneiden kanssa aerosoleihin liittyvän tutkimuksen parissa.
”Yhteistyöprojektimme keskittyy aerosolipakotteiden ymmärrykseen ja hillintään, joka on keskeinen epävarmuustekijä ihmisperäisissä ilmastopakotteissa. Kehitämme projektin alussa häiriöparametrien kokonaisuutta EC-Earth-ilmastomallilla. Koska EC-Earth-mallinnus on laskennallisesti raskasta jokaisella mahdollisella parametriyhdistelmällä, tulemme kehittämään emulaattoreita, jotka perustuvat simuloituihin parametreihin ja mallien tuottamiin tulosjoukkoihin. Aiomme kehittää ja soveltaa näitä metodeja ymmärtääksemme parametrisiä epävarmuuksia simuloiduissa aerosolipakotteissa ja hillitä pakotteita kattavalla sarjalla reaalimaailman havaintoja ilmakehän aerosoleista. Vastaavaa PPE-tutkimusta ei ole tehty aiemmin EC-Earth-mallilla, joten parametristen aerosolipakotteiden epävarmuus kyseisessä mallissa on tällä hetkellä tuntematon.”
Globaali yhteistyö mahdollistaa rikkaampia data-aineistoja tutkimukselle
Yhteistyötä Ilmatieteen laitoksen tutkijoiden ja heidän coloradolaisten kumppaneidensa kanssa ohjaa tarve globaalisti kattaville havainnoille, jotta aerosoliprosesseja ja -pakotteita voidaan hillitä maailmanlaajuisella tasolla.
”Meillä on paljon valmista aerosolimittausdataa sekä Ilmatieteen laitoksella sekä Helsingin yliopistossa, mutta tuomme lisäksi paljon arvokkaita data-aineistoja kansainvälisiltä kumppaneiltamme. Coloradolaiset kumppanimme ovat tutkineet aerosoleja ATom-hankkeessa ((the Atmospheric Tomography Mission). Heidän datansa sisältää aerosolien mikrofysikaalisia, kemiallisia ja optisia ominaisuuksia, nokea ja rikkidioksidia (National Oceanic and Atmospheric Administration’s Chemical Sciences Laboratory), aerosoliyhdisteitä Coloradon yliopistosta ja oleellisia kaasufaasin yhdisteitä (National Center for Atmospheric Research). Nämä aineistot mahdollistavat tarkat ja olennaiset rajoitteet simuloidulle ja emuloiduille aerosolipakotteille.”
LUMI vie ilmastomallinnuksen uudelle tasolle, mutta ei ole aina helppoa hyödyntää tämän tason laskentakapasiteettia
Tämä on ensimmäinen kerta, kun Ilmatieteen laitoksen tutkijat hyödyntävät LUMIn potentiaalia EC-Earth-mallilla. Näiden mallien ajaminen on kuitenkin perinteisesti haastavaa suurissa laskentasysteemeissä.
”Suurin osa globaaleista Earth System -malleista ei ole valmiita hyödyntämään valtavia LUMIn kaltaisia GPU-infrastruktuureja. Yksittäisiä osia mallin komponenteista on testattu GPU-ympäristöissä, mutta se on sisältänyt suuria teknisiä haasteita ja joskus etuja perinteisiin CPU-alustoihin nähden ei ole saavutettu. Tässä projektissa kuitenkin siirretään kyseisen mallin jälkiprosessointi, työnkulku ja emulaattori LUMIn GPU-osaan.”
Nämä metodit kuitenkin tarjoavat suuria mahdollisuuksia ja selkeitä etuja kyseiselle tutkimukselle. Lisäksi kiinnostus GPU-infrastruktuurien hyödyntämistä kohtaan EC-Earth-ilmastomallissa on maailmanlaajuisesti hyvin korkeaa.
”EC-Earth on suuri, kansainvälinen, yli 30 kumppanin konsortio ja monet instituutiot olisivat kiinnostuneita ajamaan mallia EuroHPC-järjestelmillä. Ajoimme EC-Earth-mallia aiemmin Puhdilla LUMin sijasta. Olemme kiinnostuneita näkemään, kuinka EC-Earth-malli suoriutuu LUMIssa: projektimme esittää suuria simulaatioita ja LUMI olisi erinomainen lisäys ilmastomallinnuksen infrastruktuuriin.”
Kirjoittajat: Elisa Halonen ja Pihla Kauranen
Kuva: Adobe Stock.
Edistämme kansainvälistä tutkimusyhteistyötä
Tässä blogisarjassa syvennymme seitsemään kansainväliseen Suomi-Japani ja Suomi-Colorado tiedeyhteistyöprojektiin, jotka hyödyntävät LUMI-supertietokonetta vastatakseen huippuluokan tutkimusaiheisiin eri aloilla.
Liity seuraamme, kun haastattelemme projektien vetäjiä ja kuulemme, kuinka kukin yhteistyö syntyi ja miten he käyttävät LUMIa huippuluokan tutkimukseen!