Nr. 155 / 2004

29. Juli 2004 : Daten über das Wetter von morgen für das Internet aufbereitet - Universität Osnabrück entwickelt Software für die Darstellung von Klimaanalysen

Nicht erst seit dem Film »The Day after Tomorrow« ist das Wort Klimawandel in aller Munde. Mit der Entwicklung des Klimas und den beeinflussenden Faktoren beschäftigt sich das Deutsche Klima Rechenzentrum (DKRZ) in Hamburg. Dort werden verschiedene Modelle erstellt und unterschiedliche Szenarien entwickelt, um die Klimaentwicklung besser verstehen und vorhersagen zu können. Dabei entstehen große Datenmengen, die gesichtet und analysiert werden müssen. Für diese Aufgabe ist die Gruppe Modelle & Daten (MAD) des Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg, zuständig. Am Institut für Informatik der Universität Osnabrück wird von Diplom-Systemwissenschaftler Ralf Kunze zusammen mit dem MAD eine Software entwickelt, die eine animierte Darstellung von Klimasimulationsdaten im Internet ermöglichen soll.

»Bei einem Klimasimulationslauf können je nach Auflösung schnell weit über zwei Gigabyte an Daten produziert werden. Will nun jemand diese Daten über das Internet auf seinen Rechner übertragen, ist es sinnvoll vor dem Download eine Vorabansicht zu erhalten, um sicherzugehen, dass die gewünschten Daten ausgewählt wurden«, erläutert Kunze. Ziel des neuen Programms ist es, in Echtzeit die Daten als Animation darzustellen. Das Internet als Einsatzgebiet macht die Entwicklung besonders anspruchsvoll, da die Animationen hinsichtlich der Dateigröße und der Detailgenauigkeit optimiert werden müssen. Deshalb werden die Klimadaten gefiltert und generalisiert sowie vom Benutzer angegebene Ausschnitte berechnet. Zusätzlich wird ein Geographisches Informations System (GIS) angekoppelt, bei dem die Klimadaten mit geographischen Informationen kombiniert werden können.

Die Darstellung der Klimadaten soll in einem bestimmten Format erfolgen. Kunze: »Dieses bietet neben Benutzerinteraktionen auch eine Zoomfähigkeit. »So wird es möglich sein, in einzelne Regionen hineinzuzoomen, also einzelne Ausschnitte der Animation ohne Qualitätsverlust zu vergrößern. Diese Kombination der Techniken erlaubt eine übersichtliche Darstellung der Klimadaten und kann einen guten Eindruck von den ausgewählten Daten vermitteln.

Hauptproblem bei der Datenverarbeitung ist die Leistungsfähigkeit des Systems. Auch wenn die Software auf Hochleistungsrechnern eingesetzt wird, stellt der Anspruch, die Visualisierung mehr oder weniger in Echtzeit auszuführen eine große Hürde dar.

Die grundlegende technische Machbarkeit wurde bereits in einer Diplomarbeit nachgewiesen, die von den Diplom-Systemwissenschaftlern Benjamin Stark und Kunze umgesetzt wurde. Bei dieser Arbeit wurden Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes in webfähige Animationen umgesetzt und auf der CeBit 2002 dem Publikum präsentiert. Auch wenn die Entwicklung auf Klima-, bzw. Wetterdaten ausgelegt ist, sind vielfältige andere Einsatzgebiete denkbar. Kunze: »So könnten Meeresströmungen dargestellt werden, wie sie beispielsweise das Alfred Wegener Institut in Bremerhaven erforscht. Aber auch andere Simulationsergebnisse können mit dieser Technik für das Internet aufbereitet werden.«

Weitere Informationen:
Diplom-Systemwissenschaftler Ralf Kunze, Universität Osnabrück,
Fachbereich Mathematik/Informatik,
Albrechtstraße 28, D-49069 Osnabrück,
Tel. +49 541969-2534, Fax. +49 541 969-2799,
e-mail: ralf.kunze@informatik.uni-osnabrueck.de