Earth System Grid Federation lancerer en indsats for at opgradere klimaprojektionsdatasystemet

Earth System Grid Federation, et initiativ fra flere instanser, der indsamler og distribuerer data til top-tier fremskrivninger af Jordens klima, er ved at forberede en række opgraderinger, der vil gøre brugen af ​​dataene nemmere og hurtigere, samtidig med at den forbedrer, hvordan informationen kureres.

Føderationen, ledet af Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory i samarbejde med Argonne og Lawrence Livermore nationale laboratorier, er en integreret del af nogle af de vigtigste, mest virkningsfulde og bredt respekterede fremskrivninger af Jordens fremtidige klima:dem lavet af forskere, der arbejder med Koblede Model Intercomparison Projects for World Climate Research Program.

"ESGF-data handler om livets fremtid på Jorden," sagde Hoffman. "Ved at give videnskabsfolk nem adgang til den fulde samling af internationale modeller, sætter ESGF dem i stand til at lave det bedste bud på vores klimas fremtidige bane."

En vigtig ESGF-mission er at støtte databehovene hos videnskabsmænd, der forbereder FN's mellemstatslige panel om klimaændringers omfattende klimavurderinger, der udgives hvert sjette til syvende år. ESGF-data understøtter IPCC skelsættende rapporter såsom den nylige sjette vurderingsrapport, AR6, og dens arbejdsgrupperesultater. Dataene informerer også IPCC om særlige rapporter, der fokuserer på klimasårbarheder, tilpasningsscenarier og afbødningsstrategier.

Et andet vigtigt aspekt af ESGF's mission er at sikre, at videnskabelig undersøgelse er gennemsigtig, kollaborativ og reproducerbar i betragtning af dens direkte indvirkning på verdensomspændende klimaforskning og potentielle anvendelse i beslutningstagning.

"Alle jordsystemets modeldata, der indgår i IPCC-rapporterne og alle de vigtigste simuleringer af klimaet fra hele verden, er lagret i ESGF og gjort tilgængelige af de tjenester, vi leverer," siger Forrest Hoffman, leder for ESGF og Computational Earth Sciences-gruppen på ORNL. "Forbundet får data i hænderne på de titusindvis af forskere, som analyserer dem og sammenligner dem med observationsdata for konstant at opdatere vores bedste fremtidsprognoser."

I en ny iteration af ESGF-projektet arbejder computerforskere på at forbedre dataopdagelse, -adgang og -lagring. Arbejdet vil stole på de nyeste softwareværktøjer, cloud computing-ressourcer, verdens mest kraftfulde supercomputere og DOE's Energy Sciences Network eller ESnet. ESnet muliggør i øjeblikket 100 gigabit-per-sekund overførselshastigheder mellem nationale laboratorier og forbindelser til nationale og internationale universiteter og forskningscentre. En opgradering, der forventes ved udgangen af ​​året, vil øge ESnet-overførselshastighederne til så meget som 400 Gbps.

"Vi vil udvikle og implementere et helt nyt, moderniseret og cybersikkert system til distribution af modeloutputdata til det videnskabelige samfund," sagde Hoffman.

Føderationen fungerer som et netværk af store computerknudepunkter, der hostes i USA og 17 andre lande, og fungerer i tandem som ét stort dataarkiv. ORNL, ANL og LLNL arbejder på at forbedre pålideligheden og skalerbarheden af ​​systemet, hvilket giver en smidig datareplikeringsproces, der sikrer, at det bredere videnskabelige samfund har adgang til data fra alle ESGF-partnere. ORNL og ANL vil også være vært for en dobbelt backup af de mere end 10 petabytes (og tæller) af ESGF kumulative data og modeller, og drage fordel af de verdensklasses computersystemer, der hostes i laboratorierne.

Udvikling af robuste brugergrænseflader og sikre, pålidelige arkiver

Det flerårige opgraderingsprojekt har allerede replikeret eksisterende data og leverer de lagrings- og beregningstjenester, der er nødvendige for dynamisk at generere data til brugerfællesskabet, mens det bygger ny infrastruktur og tjenester. ESGF har lavet en køreplan til at guide sit udviklingsarbejde.

ORNL bringer betydelig erfaring med store datacentre og storskala modellering og simulering til sin lederrolle i ESGF. Laboratoriet er hjemsted for Oak Ridge Leadership Computing Facility, en DOE Office of Science brugerfacilitet, hvis Frontier exascale computersystem for nylig blev rangeret som verdens hurtigste, samt Climate Change Science Institute, som samler dataeksperter, modelbyggere og eksperimenter. at fremskynde forståelsen af ​​klimaændringer og dens virkninger.

"ORNL er i den unikke position at kende til big data og også kende til klima og fungere som vært for meget store datacentre og de grænseflader, der gør denne information let tilgængelig for forskere over hele verden," sagde Hoffman.

Argonne Leadership Computing Facility udlåner sine unikke muligheder såvel som Globus-forskningsdatastyringssystemet, der drives for forskersamfundet af University of Chicago, til føderationen. Globus-tjenester vil blive brugt i den opgraderede ESGF til autentificering og til dataindeksering, adgang og replikering.

"De terabyte og petabytes, der genereres af klimamodellerne i dag, kræver nye tilgange til datastyring og analyse," sagde Ian Foster, ANL leder for projektet. "Vi vil muliggøre ikke kun hurtigere download af dataundersæt, men også tidligere umulige dataanalyser på ANL- og ORNL-supercomputere." ALCF er en DOE Office of Science brugerfacilitet.

Lawrence Livermore bringer også et væld af højtydende computer- og datacenterekspertise og -kapaciteter, kreative teknologier og softwareløsninger til ESGF, plus dets erfaring som den første leder af ESGF.

"Opgraderingerne vil gøre det nemmere og hurtigere for brugerne at få adgang til de data, der kan hjælpe os med bedre at forstå, hvordan klimaet vil se ud i fremtiden," sagde Sasha Ames, LLNL-leder for føderationen. + Udforsk yderligere

Ny rapport søger at sikre vandkraft bæredygtighed midt i klimaændringer