Supercomputer ermöglicht Durchbruch bei der Echtzeit-Tsunami-Vorhersage
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Wissenschaftler des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) haben ein neues Tsunami-Vorhersagesystem vorgestellt, das von El Capitan, dem schnellsten Supercomputer der Welt, unterstützt wird. Das System verspricht, die Frühwarnmöglichkeiten für Küstengemeinden, die durch seismische Meereswellen gefährdet sind, zu revolutionieren.
Das in Zusammenarbeit mit dem Oden Institute an der University of Texas in Austin und der Scripps Institution of Oceanography an der UC San Diego entwickelte Projekt nutzt die Exascale-Rechenleistung von El Capitan - mit einer Rechenleistung von 2,79 Quintillionen Berechnungen pro Sekunde - umzu simulieren, wie Erdbeben den Meeresboden verformen und Tsunamis erzeugen.
Das Herzstück des Systems ist ein "digitaler Zwilling", der das Verhalten des Ozeans in Echtzeit anhand von Drucksensordaten und physikalischen Simulationen nachbildet. Dadurch können die Wissenschaftler die Auswirkungen eines Erdbebens auf den Meeresboden ableiten und die Höhe und Ankunftszeit von Tsunamiwellen mit bisher unerreichter Geschwindigkeit und Genauigkeit vorhersagen.
"Dies ist der erste digitale Zwilling mit diesem Grad an Komplexität, der in Echtzeit läuft", sagte der LLNL-Mathematiker Tzanio Kolev, Mitautor der Studie.
Während El Capitan die anfängliche Schwerstarbeit leistete - es löste ein Bayes'sches inverses Problem mit einer Milliarde Parametern in weniger als 0,2 Sekunden -, ermöglicht der resultierende Datensatz schnelle Vorhersagen auf kleineren, leichter zugänglichen GPU-Clustern. Dies bedeutet, dass Vorhersagen in Echtzeit während eines tatsächlichen Tsunami-Ereignisses gemacht werden könnten, auch ohne Zugang zu einem Supercomputer.
Auswirkungen auf die Küstensicherheit
Das System könnte für Regionen wie die Cascadia-Subduktionszone, wo ein Erdbeben der Stärke 8,0 oder mehr innerhalb von 10 Minuten zerstörerische Wellen an Land schicken könnte, eine entscheidende Rolle spielen. Herkömmliche Warnsysteme stützen sich häufig auf vereinfachte Modelle und seismische Daten, was zu Fehlalarmen oder gefährlich verzögerten Warnungen führen kann.
Durch die Kombination von Simulationen in extremem Maßstab mit Sensordaten in Echtzeit hat das LLNL-Team ein Instrument geschaffen, das die Notfallmaßnahmen erheblich verbessern und Leben retten könnte.
Den vollständigen Bericht können Sie auf Phys.org nachlesen oder die technischen Details unter Ankündigung des Lawrence Livermore National Laboratory.
Bildnachweis: Wissenschaftler des Lawrence Livermore National Laboratory haben an der Entwicklung eines fortschrittlichen Echtzeit-Tsunami-Vorhersagesystems mitgewirkt, das von El Capitan, dem schnellsten Supercomputer der Welt, angetrieben wird und die Frühwarnmöglichkeiten für Küstengemeinden in der Nähe von Erdbebengebieten drastisch verbessern könnte. (Bilder mit freundlicher Genehmigung von Tzanio Kolev/LLNL)
