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Wie alles begann? Es war einmal… als ich an Visionen und Träume noch glaubte, als ich Vorbilder hatte, die ich nachahmen und übertreffen wollte, als das Glück mir 2007 eine wirklich schöne Arbeitsaufgabe bescherte: … die Konzeption und Erstellung des Klima- und Wettervorhersagemodells ICON, welches auf einem Ikosaedergitter beruht.

Zuvor hatte ich bereits 1999 beim Deutschen Wetterdienst miterlebt, wie das neue Wettervorhersagemodell COSMO aus der Taufe gehoben wurde. Der geniale Günther Doms hatte es konzipiert. Es war damals das erste operationelle nichthydrostatische Modell in Europa. Jetzt, ein paar Jahre später, hatte ich diese Aufgabe, und ich wollte alles besser machen:

• Klimaänderungen sind vor allem eine Frage der sich ändernden Energiebilanz. Also muss jede Energieumwandlung und jeder Energiefluss im Modell nachvollzogen werden.
• Die Natur beschreiben wir mit reversiblen und irreversiblen Prozessen. Das hat Folgen für die Modellkonzeption:
  • Der dynamische Kern eines Atmosphärenmodells muss die reversiblen Prozesse widerspiegeln, bei denen Energie zwischen verschiedenen Energiearten umgewandelt wird.
  • Die physikalischen Parametrisierungen oder subskaligen Prozesse, die unterhalb der auflösbaren Dynamik stattfinden, widerspiegeln die irreversiblen Prozesse. Die Richtung der irreversiblen Flüsse ist durch den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik vorgeschrieben.
• Während der Jahre eines Modells in Operation sollten nur Parametrisierungen angepasst werden, um Modellverbesserungen vorzunehmen.
• Daher ist eine sorgfältige Planung am Anfang unumgänglich. Schnellschüsse bezahlt man mit ewigem Herumdoktern an Folgefehlern.
• Parametrisierungen arbeiten auf den selben Skalen, auf denen die unumgänglichen numerischen Diskretisierungsfehler leben. Kriegt man dieses Dilemma: „sinnvolle physikalische Darstellung“ versus „Bekämpfung von Diskretisierungsfehlern“ überhaupt in den Griff oder kann man es zumindest besser verstehen, wie die beiden Seiten wirken?