Gitter im heute-Journal

Von Thilo / 5. September 2025 / 26 Kommentare

Bisher konnte man Wettervorhersagen erstellen, indem man die Erde mit einem Gitter aus 13 Kilometer langen Dreiecken überzog (und dann auf diesen Gittern die Differentialgleichungen der Wetterforschung näherungsweise löste), in Zukunft wird man dank „Jupiter“ die Erde mit 1 Kilometer langen Dreiecken überziehen (und dementsprechend die Differentialgleichungen viel präziser lösen) können.

Mit diesem Beispiel wurde vorhin im heute-Journal der Beitrag über die Einweihung des Supercomputers „Jupiter“ am Forschungszentrum Jülich anmoderiert. Im Beitrag kamen dann noch der Mathematiker Christof Schütte und der Physiker Thomas Lippert zu Wort.

Link zum Video

Kommentare (26)

#1 Staphylococcus rex
6. September 2025

Ich bin gespannt, ob die Verkürzung der Kantenlänge des Gitternetzwerks zu völlig neuen Effekten führt. Die lokale Geografie dürfte wesentlich mehr Einfluss bekommen. Bei 13 km Kantenlänge können nur große Gebirgsketten oder große Gewässer berücksichtigt werden, bei 1 km kann auch die lokale Geografie Einfluss nehmen. Auch auf der Ausgabeseite könnte es spannend werden, bei 13 km ist eine Gewitterzelle nur ein Einzelelement, bei 1 km ist eine Gewitterzelle bereits ein komplexer Cluster.

Die spannende Frage besteht also darin, haben wir hier “nur” quantitative Veränderungen oder haben wir hier bereits einen Wechsel der Beobachtungsskala und dadurch qualitativ völlig neue Effekte?
#2 Fluffy
6. September 2025

Echt spannend. Interessenten finden den Heute Journal Beitrag unter
Supercomputer Jupiter
Interessant ist, dass auch hier die Welt im wesentlichen 2-dimensional, also aus einer Art Ameisenperspektive empfunden wird.

Zunächst wird erklärt, dass die Erdoberfläche, (ist eigentlich die komplette Erde gemeint?) mit Dreiecken der Kantenlänge 1km überzogen wird. Das sind ebene Figuren. Die Atmosphäre und damit das Wetter sind natürlich 3-dimensional. Die Berechnungen finden also auch für verschieden Höhen statt. Hat man dort die Diskretisierung auch verfeinert?

Da man jetzt wesentlich feiner diskretisiert rechnen kann, steigt aber auch im selben Maße der Speicherbedarf für die Daten. Ein kritischer Faktor für solche datenintensiven Berechnungen sind oftmals aber die Zeiten für die Speicherzugriffe auf Medien außerhalb des Hauptspeichers. Die Daten müssen ja gelesen, evtl. zwischengespeichert und geschrieben werden.

Interessant auch die Erklärung der wahnsinnig hohen Rechengeschwindigkeit von 1 Trillion Operationen pro Sekunde. Hier wird ein Vergleich zu einem 15km mal 50m großen Sandstrand gezogen. Wieder eine 2-dimensionale Assoziation.
Nehme ich aber mal für einen feinen Sandstrand eine durchschnittliche Korngröße (Durchmesser) von 1mm an, dann erhalte ich durch eine Überschlagsrechnung* , dass sich der Sand bis in ca. 1km Tiefe erstrecken muss.

*Bitte mal nachrechnen, da sich durch die wahnsinnigen Größenunterschiede – 1 Trillion Sandkörner, 15km Strand, 1mm Korngröße – auch mal ein “Kommafehler” einschleichen kann.
#3 Frank Wappler
https://www.orden-pourlemerite.de/reden/festvortraege?top=1&r_jahre[min]=1991&r_jahre[max]=2010
7. September 2025

Thilo schrieb (5. September 2025):
> [… dass] man die Erde mit einem Gitter aus 13 Kilometer langen Dreiecken überzog

> [… dass sich] die Erde mit 1 Kilometer langen Dreiecken überziehen [… lässt …]

Offenbar lassen sich Kugel-Oberflächen auf zwei verschiedene Weisen mit gleich großen gleichseitigen Dreiecken überziehen; nämlich

– so, mit je 4 gleich großen gleichseitigen Dreiecken, und

– so, mit je 10 gleich großen gleichseitigen Dreiecken.

In beiden Fällen ist die Kantenlänge der Dreiecke etwa in der Größenordnung des Krümmungs-Radius der Kugel;
nämlich das $\text{ArcCos}[ ~ -\frac{1}{6} ~ ]$ =~= 1.74 -fache für die Bedeckung der Kugel mit 4 gleich großen gleichseitigen Dreiecken, bzw.
das $\text{ArcCos}[ ~ \frac{\sqrt{5}}{3} ~ ]$ =~= 0.73 -fache für die Bedeckung der Kugel mit 10 gleich großen gleichseitigen Dreiecken.

Dass sich aber (entsprechend den zitierten Behauptungen) ausgerechnet die (nur ungefähr Kugel-förmige) Erdoberfläche jeweils mit (hinreichend vielen) Dreiecken von ganz bestimmter, für alle Dreiecke gleicher und vergleichsweise geringer Kantenlänge bedecken ließe — sofern sich für jeden in Frage kommenden Eckpunkt überhaupt bestimmen ließe, dass er zur Erdoberfläche gehört — ist selbst dann sehr fraglich, wenn nicht darauf bestanden würde, dass auch alle Punkte aller Kanten zur Erdoberfläche gehören müssten.
#4 Fluffy
7. September 2025

bezuglich #3 Theme völlig verfehlt.
…………..

Die numerische Lösung der Wettergleichungen erfolgt mittels Finite Elementen
Methoden FEM. Dafür spielt die Kantenlänge der Dreiecke keine Rolle. In Gebieten mit höheren Gradienten nimmt man eine feinere Diskretisierung vor.In Gebieten,wo nichts los ist, kann man gröber werden.
#5 Spritkopf
8. September 2025

@Fluffy

Nehme ich aber mal für einen feinen Sandstrand eine durchschnittliche Korngröße (Durchmesser) von 1mm an, dann erhalte ich durch eine Überschlagsrechnung* , dass sich der Sand bis in ca. 1km Tiefe erstrecken muss.

1 mm Korngröße kommt für feinen Sand aber nicht hin. In der Geologie hat feiner Sand eine Korngröße von 0,063 – 0,2 mm. Nehme ich mithin 0,1 mm als mittlere Korngröße an und eine Dicke der Sandschicht von einem Meter, dann komme ich ziemlich genau auf eine Trillion Sandkörner.

Der Einfachheit halber habe ich mit exakt runden Sandkörnern in dichtester Kugelpackung gerechnet. Wenn das in der harschen Realität nicht ganz hinkommen sollte: Na, dann ist die Sandschicht halt zwei Meter dick. 😉
#6 Frank Wappler
8. September 2025

Fluffy schrieb (#4, 7. September 2025):
> bezuglich #3 Theme völlig verfehlt.

Die Auszüge aus dem obigen ScienceBlog-Beitrag, die für mich Anlass zum Kommentar #3 gaben, habe ich dort deutlich zitiert.
Hätte Thilo das, was Du offenbar für “das Thema” hälst, womöglich auch schon selbst “völlig verfehlt”, indem er das, was ich zitiert habe, geschrieben hat ?

> […] FEM. Dafür spielt die Kantenlänge der Dreiecke keine Rolle. In Gebieten mit höheren Gradienten nimmt man eine feinere Diskretisierung vor. […]

Sofern “Diskretisierung eines Gebietes” erfordern kann, das betreffende Gebiet zu partitionieren, und insbesondere: ein bestimmtes flächiges Gebiet (z.B. eine Kugel, oder eine Halbkugel) in Dreiecke zu teilen, spielen die konkreten (Verhältnisse der) Kantenlängen der konkreten Dreiecke dabei doch eine Rolle, weil die Ebenheit bzw. konkrete Un-Ebenheit (Krümmung) des betreffenden Gebiets damit eng zusammenhängt; wie im Kommentar #3 skizziert.
#7 Mr. Orange
8. September 2025

Die Kantenlänge würde ein GROSSE Rolle spielen, wenn man an jedem Knoten Messwerte hätte.
#8 Staphylococcus rex
8. September 2025

Mit einem Netz an gleichseitigen Dreiecken kann man einen Zylinder beschreiben, aber keine Kugel. Bei 1 km Kantenlänge hätte man am Äquator ca. 40 000 Dreiecke aufgereiht. Zu den Polen hin müßten diese Dreiecke wesentlich kleiner werden. Es bietet sich z.B. an, wenn die Kantenlänge eine kritischen Grenze unterschreitet, die Kantenlänge zu verdoppeln. Damit haben wir aber Sprünge in der Berechnungsmatrix. Im Idealfall ist ein Knotenpunkt von 6 gleichgroßen Dreiecken umgeben, für die Zellen im Bereich eines Skalensprungs müßten die Formeln angepaßt werden. Ob man dann in “langweiligen” Gebieten ebenfalls mit größeren Skalen arbeitet, ändert nichts an der grundlegenden Programmierung, Skalensprünge sind ohnehin unvermeidbar.

Was die Meßwerte für Eingangsdaten betrifft, die Anzahl der Meßstationen für Temperatur, Druck, Luftfeuchte etc. bleibt gleich. Dagegen können die Eingangsdaten für die Geografie (Höhe, Albedo, Bodenfeuchte u.v.m.) wesentlich detaillierter beschrieben werden. Für einen Teil der Eingangsdaten hat hat die Größe des Gitternetzes einen signifikanten Einfluss. Und auch die Ausgangsdaten dürften wesentlich detaillierter ausfallen. Gerade bei großen Gewitterzellen mit Hagel und Tornadobildung könnte die Vorhersage besser werden.
#9 Frank Wappler
8. September 2025

Staphylococcus rex schrieb (#8, 8. September 2025):
> Mit einem Netz an gleichseitigen Dreiecken kann man einen Zylinder beschreiben, aber keine Kugel. […]

Jedenfalls lassen sich Kugeln mit einem Gitter aus jeweils entweder 4 gleich großen, oder ansonsten aus 10 gleich großen gleichseitigen Dreiecken von geeigneter Kantenlänge bedecken (überziehen, partitionieren); vgl. im Kommentar #3 verlinkte Bilder.

(Und es lassen sich auch nicht völlig beliebige Zylinder von einer bestimmten ganzen Zahl gleich großer gleichseitiger Dreiecke bedecken.
Im prototypischen Fall gerader (Kreis-)Zylinder, von endlicher Höhe $H$ , und endlichem Umfang $U$ , z.B., müsste für bestimmte natürliche Zahlen $p, q$

$U = p ~ \text{Dreiecks-Kantenlänge}$ und

$H = \frac{\sqrt{3}}{2} ~ q ~ \text{Dreiecks-Kantenlänge}$

erfüllt sein; demnach müsste der Wert

$\left( \frac{U}{H} \right) \times \frac{\sqrt{3}}{2}$

eine rationale Zahl sein.)
#10 Fluffy
8. September 2025

Jetzt hat die Diskussion ja doch noch dankens- und interessanterweise etwas Fahrt aufgenommen.
@#5 Spritkopf:
Ja, mit quaderförmigen Sandkörnern mit einer Kantenlänge von 1mm und einem Sandstrand der Ausdehnung 50 m *15 km komme über Volumen- und Flächenberechnung auf eine Tiefe von 1.333 m. Diese 1.333 entspricth ziemlich gut dem inversen Korrektur-Faktor für “dichteste Kugelpackung” von π √2/6 ~ 0.74.
Also einverstanden.
#11 Fluffy
9. September 2025

Zu den Dreiecken.
Wetter muss man dreidimensional berechnen, schon der Berge und Wolken wegen. Man diskretisiert also auch über die Höhe. Aus Finiten Elementen werden so Finite Volumina. Ob das jetzt Zylinder- oder Tetraederähnliche sind, kann ich nicht sagen. Variable Kantenlängen werden jedenfalls numerisch berücksichtigt.
Wenn also mal von gleichseitigen Dreiecken die Rede war, diente das einfach der abstrakten Veranschaulichung.

p.s. Es geht also überhaupt nicht darum eine nicht nicht kugelförmige Erde mit gleichseitigen Dreiecken zu überziehen.

p.p.s.Am Nordpol wird es nur dann enger, wenn man Kugelkoordinaten (r, lambda, phi) anstelle von kartesischen Koordinaten (x,y,z) nimmt.
#12 Frank Wappler
9. September 2025

Fluffy schrieb (#11, 9. September 2025):
> […] Berge […]

Die Akzentuierung von orientierbaren “Flecken” von Flächen durch jeweils einen (darauf “sitzenden”) “Berg” schließt ja nicht unbedingt aus, dass das Gebilde insgesamt eine bestimmte Oberfläche aufweist, die ggf. z.B. so mit 50 gleich großen gleichseitigen Dreiecken zu überdecken (wobei in diesem Falle die Außenseiten der zehn vorhandenen Berge jeweils durch fünf solche Dreiecke bedeckt sind).

Aber …

> […] Man diskretisiert also auch über die Höhe. […]

… mir gefällt ja, wohin diese Überlegung absehbar hinausläuft:

Bleiben wir im Sinne des obigen ScienceBlog-Beitrags bei gleich großen gleichseitigen Simplixen; also bei gleichen regulären Tetraedern.
Das Problem, gegebene Oberflächen mit Seitenflächen von hinreichend vielen solcher Körper zu bedecken (aufzuteilen), ist (mindestens) so schwer bis unlösbar, wie oben schon für gleich großen gleichseitigen Dreiecke diskutiert.

In Regionen, in denen sich aus gleichen regulären Tetraedern ein beliebig ausgedehntes Raum-füllendes Gitter zusammensetzen ließe, insbesondere als 3D-“octet truss”-Gitter,
könnte eine gegebene (endliche) Oberfläche davon ja zumindest vollständig eingehüllt und umhüllt sein.

> Wetter muss man dreidimensional berechnen […] Wolken […]

Nicht etwa eher: vier-dimensional ?! —
Die Erdoberfläche rotiert doch (s.u.); und die Wolken rotieren zwar weitgehend mit der Erdoberfläche mit; aber — und das ist wohl eine wesentliche Wetter-Erscheinung — oft nur ungefähr (sie “ziehen” bzgl. der Erdoberfläche …).

Zur Veranschaulichung wären die verlinkten 3D-“octet truss”-Bilder wiederum als Projektionen geeigneter vier-dimensionaler Gitter zu interpretieren:

– jeder Knoten des 3D-Gitter-Bildes als Projektion jeweils einer Zeit-artigen Weltlinie, und

– jedes Kanten-Stück des 3D-Gitter-Bildes z.B. (naheliegender Weise) als Projektion jeweils einer von zwei Zeit-artigen Weltlinien berandeten “Photon-Fläche” (vgl. “photon surface” insbesondere in [gr-qc/0306042]); wobei je zwei Kanten-Stücke, die im Bild als Geraden-Segment aneinander stoßen, ebenfalls eine “Photon-Fläche” abbilden, die von zwei Zeit-artigen Weltlinien berandet ist und die bzgl. der Zeit-artigen Weltlinie “in der Mitte zwischen” den beiden Rändern jeweils Ping-Koinzidenzen aufweisen.

Die 3D-“octet truss”-Bilder sind somit als Projektionen (und Veranschaulichung) von 4D-“octet-truss-Ping-Koinzidenz”-Gittern aufzufassen. — Na bitte!

Und die 3D-Oktaeder (die in manchen der verlinkten Bilder rot hervorgehoben sind — schließlich nennt man die gezeigten 3D-Gitter auch “tetrahedral-octahedral honeycombs”) sind damit (mehrfache) Projektionen von je 8 Ereignissen, die in [gr-qc/2302.12209] als “well-stitched” Kausal-Struktur diskutiert werden. Usw.
#13 Frank Wappler
9. September 2025

p.s.
Da leider offenbar immer noch nicht offiziell-zuverlässig dokumentiert ist, wie viele Links in ScienceBlog- (und insbesondere MathLog-)Kommentaren maximal zulässig sind, hier separat die Links zu den im Kommentar #12 genannten “Preprints”:

https://arxiv.org/abs/gr-qc/0306042 und

https://arxiv.org/abs/2302.12209

p.p.s.
Und? — Rückt Ralph Kaufmann den (von ihm angeblich übersetzten) Festvortrag Y. I. Manins noch heraus ??
#14 Bernd Nowotnick
9. September 2025

Zu #2 „Die spannende Frage besteht also darin, haben wir hier “nur” quantitative Veränderungen oder haben wir hier bereits einen Wechsel der Beobachtungsskala und dadurch qualitativ völlig neue Effekte?
Interessant ist, dass auch hier die Welt im wesentlichen 2-dimensional, also aus einer Art Ameisenperspektive empfunden wird.
Wetter muss man dreidimensional berechnen – #13, vierdimensional? Was ist mit den Informationen oder Menschen?
Mal so zum Wetter oder besser zur Beobachtungsskala einen Einwurf:
Die Wechselwirkungen der Lichtkegel ändern die Struktur des Raumes möglicher Zukünfte durch Gravitation, das heißt die Kausalität wird ersetzt durch Korrelation. Das Sein und Bewusstsein steuert über Selbstresonanz und Vergeltung (Rückkopplung) seine eigene Entwicklung. Phasenrauschen ist wie ein verwischtes Pendant zu Neutrinooszillationen. Statt sauberer Interferenzmuster (Flavor-Oszillationen) bekommt man beim Laser nur das zufällige Taumeln der Phase, weil externe Fluktuationen stören, wie bei unterschiedlichen Größen und Eigenschaften der Bestandteile bei einer Temperaturbeobachtung. Der Körper bzw. die Welle koppelt im Dualismus an sein Rausch-Meer (elektronische Bauteile, thermisches Rauschen, Quantenfluktuationen), daraus entsteht das Phasenrauschen. Damit wirkt z.B. der Oszillator wie ein Körper, der immer im Austausch mit einem Bad von Störungen steht. Ganz ähnlich wie ein physischer Körper, der in einem Fluid oder Gas nie vollständig isoliert ist, als wenn eine Straße beim Autofahren nicht ganz eben ist. Die Welle läuft weiter vorwärts, aber ihr exakter Takt schwankt. Nicht entlang der Ausbreitungsrichtung, sondern seitlich im Zeit-Frequenz-Raum, eine Sinusflanke wandert beispielsweise minimal nach links oder rechts, das ist Phasenrauschen. Es führt nicht dazu, dass plötzlich mehr oder weniger Nettoenergie übertragen wird, sondern Energie wird spektral umverteilt, dabei entsteht ein Spektrum mit Schultern um die Trägerfrequenz herum. Phasenrauschen ist weder reine Wirk- noch Scheinleistung, es wirkt eher wie eine Umverteilung der Scheinleistung im Frequenzbereich. Die Quelle liefert dieselbe Gesamtenergie, aber weniger sauber konzentriert im Träger man kann es mit den Unterschieden im Verhalten eines Durchschnitts der Temperatur vergleichen. Die Temperatur ändert nicht die Gesamtenergiezufuhr fundamental, aber sie verschiebt die Verteilung zwischen Wirkleistung (nutzbar), Verlustwärme und spektraler Streuung (Rauschen). Gesamte abgegebene Scheinleistung bleibt im Mittel oft gleich (Quelle liefert dieselbe Energie). Die Aufteilung verschiebt sich: Mehr thermisches Rauschen → mehr Energie landet außerhalb der idealen Trägerlinie und Höhere Verluste → weniger nutzbare Wirkleistung an der Last, mehr Wärme im Bauteil. Phasenrauschen auf einem einzelnen Photon entsteht erst wenn das Photon mit einer zufälligen Umgebung wechselwirkt (Streuung, thermische Fluktuationen, Streuung an Atomen etc.). Unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten (Drehimpulse) und sporadische Wechselwirkungen führen nur dann zu Phasenunschärfe, wenn sie wirklich stochastisch und messbar sind. Hypothetische Beiträge von Spin-2-Mesonen oder extradimensionalen Effekten wären nach der heutigen Physik so klein, dass sie praktisch ausgeschlossen sind. Aber dass Information auf tieferer Ebene in Form von Resonanzen und Überlagerungen in noch unbekannten Freiheitsgraden wirken könnte, ist als philosophisch-physikalische Analogie nicht engstirnig, sondern eher eine inspirierende Übersetzung dessen, wie emergente Phänomene manchmal neue Ebenen der Physik aufschließen.
Quarks und Gluonen → Atomkern → Elektronen/Phononen → Phasenrauschen,
Fünfte Dimension → Spin2Moden → Elektronen/Phononen → Phasenrauschen.
#15 Mr. Orange
9. September 2025

Beam me up Scottie
#16 Staphylococcus rex
9. September 2025

Wir haben das Phänomen, dass hier etliche Kommentatoren mit jeweils eigener Agenda unterwegs sind. Egal wieviel Rechenpower ein Supercomputer hat, sie wird nie ausreichen, die Welt komplett zu beschreiben. Spätestens bei der Heisenbergschen Unschärferelation stößt die numerische Vorhersagbarkeit an ihre Grenzen. Bei der Wettervorhersage sind wir aber noch sehr, sehr weit von dieser Grenze entfernt. Um die Genauigkeit der Vorhersage zu steigern, gibt es zwei wesentliche Stellschrauben. Einerseits die pure Rechenleistung und andererseits der Rechenaufwand für jede einzelne Zwischenlösung.

Der Aufwand für für jede Zwischenlösung wird entscheidend von der Geometrie der Volumenelemente bzw. von der Knotenpunkte im Gitternetz definiert. Die Höhendimension habe ich bisher vernachlässigt, weil ich davon ausgehe, dass dass auch in früheren Modellen dort die Kantenlänge unter 13 km war. Ohne zusätzliche Informationen gehe ich davon aus, dass die Geometrie in der Ebene nach oben übernommen wird und jede Scheibe mit den Nachbarelementen seitlich und ober- und unterhalb interagiert. Ob die gesteigerte Rechenleistung zur Verringerung der Schichtdicke genutzt wird, ist mir unbekannt.

Um den Rechenaufwand zu minimieren, bietet sich aus meiner Sicht ein Rechteckraster an. Jedes Element hat dann (in erster Näherung) die gleiche Größe und hat sechs Interaktionen seitlich und je eine nach oben oder unten. Bei gleicher Größe der Elemente und gleicher Entferung der Knotenpunkte braucht es in der Ebene keine Korrekturfaktoren für die Stärke der Wechselwirkung.

Natürlich sind auch andere geometrische Modelle der Volumenelemente möglich. Aber die Erde ist nun einmal keine ideale Kugel und für eine einfache Eingabe der Eingangsdaten bzw. Visualisierung der Ausgangsdaten sollte das geometrische Muster relativ einfach mit einem Koordinatensystem gekoppelt werden können. Gleichzeitig sollten Volumen und Abstände benachbarter Volumenelemente möglichst identisch sein, um die Anzahl spezifischer Korrekturfaktoren zu verringern.

Ich gehe davon aus, dass die Programmierer der bisherigen Wettermodelle notgedrungen schon vor langer Zeit ihre Hausaufgaben gemacht haben und die Geometrie der Volumenelemente in Bezug auf Rechenaufwand möglichst optimiert haben.
#17 Staphylococcus rex
9. September 2025

PS: kleiner Schreibfehler, ich meinte Sechseckraster, nicht Rechteckraster.
#18 Spritkopf
9. September 2025

Damit hier nicht im luftleeren Raum diskutiert wird (schon deshalb, weil dort eine Wetterberechnung wenig Sinn ergeben würde), ist vielleicht die Information ganz dienlich, wie das Wetter bisher berechnet wurde, also in den Dreiecken mit 13 km Kantenlänge:

https://de.wikipedia.org/wiki/ICON_(Wettervorhersagemodell)
#19 Frank Wappler
9. September 2025

Frank Wappler schrieb (#3, 7. September 2025):
> […] Offenbar lassen sich Kugel-Oberflächen auf zwei verschiedene Weisen mit gleich großen gleichseitigen Dreiecken überziehen; nämlich

> – so, mit je 4 gleich großen gleichseitigen Dreiecken, und

> – so, mit je 10

… Korrektur: 20 …

> gleich großen gleichseitigen Dreiecken. […]
#20 Frank Wappler
9. September 2025

Staphylococcus rex schrieb (#16/#17, 9. September 2025):
> […] Sechseckraster […] Jedes Element hat dann (in erster Näherung) die gleiche Größe […]

Na, jedenfalls in nullter Näherung. (Siehe jedoch auch: Goldberg-Polyeder.)
#21 libre
Salzburg
11. September 2025

Ich frage mich nur, ob Jupiter wirklich für tägliche Wettervorhersagen (mis)braucht werden wird. Und wir sprechen bei Jupiter nicht von einem weltweiten top des state-of-the-art Computers, nur eines europaweiten.

Rechenzeit kostet Geld, und das für Wetter? oder Klima?. Eine KI kann es auch gut und möglichweise sogar besser und vorallem sehr viel schneller und damit billiger. Und bisher war es mit den Wetterprognosen auch nicht übel (zumindest für die nächsten 3 Tage). Wer braucht schon eine Regenwarscheinlichkeit von 74,9% wenn es bisher auch 70% getan haben?

Denke und glaube nur, Jupiter sollte effezient und effektiv eingesetzt werden. Wetter- und Klimaprognosen sind hoffentlich nicht primäres Ziel, die kennt man ohnehin. Viel Geld für Nichts?

LG libre 🙂
#22 Bernd Nowotnick
11. September 2025

Die Temperatur an einer Position auf der Erde wirkt wie ein „Phasenrauschen“ der globalen Durchschnittstemperatur.
Sie ist eine lokale Fluktuation, die sich überlagert, und im Zusammenspiel aller Positionen ergibt sich das globale „Signal“ – genau wie beim Oszillator die globale Frequenz und die lokale Phasenverschiebung zusammen das Gesamtbild prägen.
• 1D = Position
• 2D = Strecke
• 3D = Fläche (Quadrat)
• 4D = Volumen (Würfel)
• 5D = Information (Resonanz, Austausch)
Das passt gut zu der Vorstellung, dass die Temperatur kein isolierter Skalar ist, sondern ein emergentes Phänomen, das sich über viele Dimensionen von Dynamik und Information definiert.
In einer Dimension ist es die Position bzw. dessen Bewegung der Position, welche das Verhältnis des Beobachters zum Geschlossenen, also dem Ganzen wiedergibt. In zwei Dimensionen ist es die Strecke, in drei Dimensionen ist es das Quadrat, in vier Dimensionen ist es der Würfel und in fünf Dimensionen ist es die Information, welche das Verhältnis des Beobachters zum geschlossenen Ganzen wiedergibt. Das Dreieck ist eine Hilfskonstruktion für die vierdimensionalen Würfel der Temperatur die auf der Oberfläche in drei Dimensionen vierdimensional arbeiten und Informationen dazu gleichzeitig austauschen können.
#23 Mr. Orange
11. September 2025

Der Supercomputer wird mit Sicherheit nicht den Wetterbericht im Focus haben. Das ist reine plakative Werbung. Natürlich ist so ein Teil nützlich für die Wissenschaft, aber man möchte den Nutzen eben einfach für Jedermann erklären.
#24 Staphylococcus rex
11. September 2025

Welche Aufgaben Jupiter in Zukunft haben wird, kann ich nicht sagen, aber mit Sicherheit steht die Antwort auf diese Frage in den Antragsunterlagen zur Projektförderung. Außerdem gilt der Grundsatz Form folgt Funktion, anhand der verbauten Hardware kann man auf mögliche Einsatzgebiete zurückschließen.

Den Einsatz von KI in der Wettervorhersage sehe ich eher kritisch. Lediglich bei der Mustererkennung hat die KI ihre Stärken. Wenn also im Gesamtmodell Muster auftreten, die mit zukünftigen Extremwetterereignissen vereinbar sind, dann kann dadurch eine wesentlich genauere Ausschnittsberechnung initiiert werden und dadurch die Vorwarnzeit verlängert werden, ohne an Präzision einzubüßen. Bisher geht eine längere Vorwarnzeit auf Kosten der Genauigkeit und dies kostet Compliance bei der Umsetzung.

Und wenn dann bereits 24 Stunden früher gesagt werden kann, ob z.B. ein Hochwasser im Ahrtal eine Höhe von 3 oder 5 oder 7 Metern erreicht oder wenn 24 Stunden vorher konkrete begrenzte Gebiete mit hoher Hagelwahrscheinlichkeit oder Tornadorisiko benannt werden können, dann sollte für derartige Berechnungen auch ein Supercomputer wie Jupiter nicht zu schade sein. Bereits mit der genauen Vorhersage weniger Großschadensereignisse können Schäden deutlich verringert werden und damit kann sich auch derartige Hardware sehr schnell amortisieren.

Heute ist bundesweiter Warntag und eine Warn-SMS mit einer Wahrscheinlichkeit von >80% hat eine ganz andere Wirkung als ein abstrakter Risikohinweis.
#25 libre
Salzburg
12. September 2025

Heute ist bundesweiter Warntag und eine Warn-SMS mit einer Wahrscheinlichkeit von >80% hat eine ganz andere Wirkung als ein abstrakter Risikohinweis.

Richtig, nur was hat was hat das mit Jupiter zu tun? Die Warnhinweise hat es schon früher mit etwas älterer IT gegeben, blöd nur wenn sie nicht wahrgenommen oder ignoriert werden. Liegt das Problem jetzt eher beim Menschen oder der Wettervorhersage?

Und zu KI und Mustern: Das Faltungsproblem bei (wassenlöslichen) Proteinen konnte nur weitgehend mit KI gelöst werden. Die Problematik basiert auf bekannten physikalischen Gesetzmässigkeiten, nur ohne KI war es einfach nicht wirklich lösbar. Im Zweifelsfall vertraue ich da eher einer KI.

Nur ein kleines aber sehr instruktives Beispiel. Je komplizierter das System, umso besser die KI falls es genug Lernmöglichkeiten gibt. Muss man nicht verstehen, sollte man aber akzeptieren.
#26 Staphylococcus rex
12. September 2025

Um Spekulationen zu vermeiden, hier die Aussage des Betreibers (FZ Jülich) zu den zukünftigen Aufgaben von Jupiter:
https://www.fz-juelich.de/de/jupiter

Wettervorhersage und Klimamodelle gehören nicht zu den Hauptaufgaben, sind aber auch nicht ausgeschlossen:
https://www.fz-juelich.de/de/aktuelles/effzett/2024/wettervorhersage?expand=translations,fzjsettings,nearest-institut

Noch ein paar Worte zum Warntag: Damit eine Warnung wirklich zu Konsequenzen beim Verhalten führt, muss die Vorwarnzeit >6 Stunden sein und die Eintrittswahrscheinlichkeit des Schadensereignisses bei >80% liegen. Bei chaotischen Ereignissen wie Extremwetter führt eine bessere Aussage zur Vorwarnzeit in der Regel zu einer größeren Ungenauigkeit bei der Schadenswahrscheinlichkeit oder beim Schadensort. Eine Maschenweite von 13 km in den Rechenmodellen führte zwangsweise zu dieser Unschärfe. Diese Lücke kann durch bessere Rechenmodelle mit geringerer Maschenweite zumindest teilweise geschlossen werden.