Modelle

EURAD-IM

EURopean Air pollution Dispersion – Inverse Model

WRF

Weather Research and Forecasting model

ESIAS

Ensemble for Stochastic Integration of Atmospheric Simulations

MESSy

The Modular Earth Submodel System

EURAD-IM

Das zugrunde liegende Modell und Inversionssystem für die Luftqualitäts- und Optimierungsanalyse ist das regionale Chemie-Transport-Modell EURAD-IM (EURopean Air pollution Dispersion – Inverse Model). Es wurde am Rheinischen Institut für Umweltforschung der Universität zu Köln (RIU) in enger Zusammenarbeit mit ICE-3 am Forschungszentrum Jülich entwickelt. EURAD-IM ist weit verbreitet und wird für eine Vielzahl von Studien und Analysen zur Luftverschmutzung eingesetzt.

WRF

Das Weather Research and Forecasting Model ist ein mesoskaliges meteorologisches Modell, das vom NCAR (National Center for Atmospheric Research) entwickelt und gepflegt wird und in der Atmosphärenforschung weit verbreitet ist. Es nutzt eine Kombination aus zahlreichen Parametrisierungen, um den Zustand der Atmosphäre auf regionaler Ebene zu bewerten.

ESIAS

Sowohl EURAD-IM als auch WRF werden im Rahmen des „Ensemble for Stochastic Integration of Atmospheric Simulations“ (ESIAS) um ein Ensemble-Setup erweitert. Dieses Ensemble-System kann reine Ensemble-Vorhersagen und Ensemble-Datenassimilationsanalysen liefern, um die Untersuchung von Vorhersageunsicherheiten zu ermöglichen. Im Rahmen von ESIAS werden neue Techniken der Ensemble-Datenassimilation entwickelt, um den Einfluss der Eingabedaten auf die Vorhersagbarkeit zu analysieren. Die Komplexität der Modelle und der Inversionsverfahren erfordert den Einsatz von Hochleistungsrechnersystemen, wie sie im Forschungszentrum Jülich zur Verfügung stehen.

The Modular Earth Submodel System (MESSy)

MESSy ist eine Software, die ein Framework für eine standardisierte, Bottom-up-Implementierung von Erdsystemmodellen (oder Teilen davon) mit flexibler Komplexität bereitstellt. „Bottom-up“ bedeutet, dass die MESSy-Software eine Infrastruktur mit generalisierten Schnittstellen für die standardisierte Steuerung und Vernetzung (=Kopplung) von „Low-Level-ESM-Komponenten“ (dynamische Kerne, physikalische Parametrisierungen, Chemiepakete, Diagnostik usw.) bereitstellt, die als Submodelle bezeichnet werden. MESSy ist ein institutionenübergreifendes Gemeinschaftsprojekt: https://www.messy-interface.org/

Die am häufigsten verwendeten MESSy-Konfigurationen zur Untersuchung der Forschungsthemen von ICE-3 sind:

• Das globale Modell ECHAM5/MESSy
• Das global-regionale Modellierungssystem MECO(n)
• Das chemische Box-Modell CAABA/MECCA
• Das atmosphärische Chemie-Modell MESSy DWARF