Use case: De kansberekening van extreme zeespiegelstijging

De zeespiegel stijgt, maar hoeveel en waar is onderwerp van discussie. Het interdisciplinaire eSalsa-team wil voorspellingen doen die meer houvast geven in het bepalen van de kans op extreme stijgingen. Projectleider Henk Dijkstra: “We zien dat het risico op een extreme zeespiegelstijging in het Noordzeegebied significant toeneemt.”

Wild golvende zee
Voorbeeldmodellen van de zeespiegelstijging

eSalsa-project

Het eSalsa-project is begonnen in juli 2012 als een samenwerking tussen het Netherlands eScience Center, de Vrije Universiteit Amsterdam en de Universiteit Utrecht. Het project onderzoekt regionale extremen in de zeespiegel, aldus Dijkstra: “Die worden bepaald door stromingen in de oceaan die we oceaanwervels noemen. Om de structuur van die wervels te berekenen, heb je hoge resolutie oceaanmodellen nodig. Met die oceaanmodellen kunnen we de veranderingen in de distributie van die wervels in de oceaan bekijken en het effect dat ze hebben op de zeespiegelstijging.”

"We kijken naar de return times: wat is de kans dat je in een bepaalde periode zo’n extreme stijging tegenkomt? Dat levert wereldwijd grote verschillen op."

Regionale verschillen

Een belangrijke vraag was of de kansverdeling van de extreme zeespiegelstijging verandert. “We kijken naar de return times”, zegt Dijkstra: “wat is de kans dat je in een bepaalde periode zo’n extreme stijging tegenkomt? Dat levert wereldwijd grote verschillen op. Zeespiegelstijging is niet homogeen verdeeld over de aarde. In sommige gebieden, zoals de Filippijnen, stijgt de zeespiegel heel snel, maar er zijn ook gebieden waar de zeespiegel daalt. Ook rond de Noordzee zien we de statistieken veranderen. Een extreme stijging die voorheen 1 keer in de 5 jaar voorkwam, komt nu 1 keer per jaar voor.”

Grafische processors

Voor de berekeningen maakt het project gebruik van de nationale supercomputer Cartesius. “Ons oceaanmodel is 3 of 4 keer zo snel geworden dankzij de grafische processors in Cartesius, de GPU’s,” zegt Dijkstra. “We deden eerst simulaties waarbij 1 jaar oceaansimulatie ongeveer 1 dag duurde, we kunnen nu 4 jaar in 1 dag doen. We willen ongeveer 100 jaar doorrekenen, dat kan nu in 25 dagen.” Dijkstra is al jaren kind aan huis bij SURFsara: “Ik kan daar niets dan lof over hebben. We krijgen veel support, in alle opzichten. Het runnen van de modellen levert zo nu en dan problemen op met compilers, met datatransfers, met performance: dat wordt altijd snel en keurig opgelost. We maken ook veel gebruik van dataopslag bij SURFsara, zo’n simulatie levert al gauw tussen de 10 en 100 terabyte aan data op. We krijgen bij SURFsara online storage, zodat we gemakkelijk en snel de data kunnen analyseren.

“We deden eerst simulaties waarbij 1 jaar oceaansimulatie ongeveer 1 dag duurde, we kunnen nu 4 jaar in 1 dag doen. We willen ongeveer 100 jaar doorrekenen, dat kan nu in 25 dagen.”

Collaboratorium

Voor visualisaties maakt Dijkstra ook gebruik van het Collaboratorium bij SURFsara: “Ik heb hier in Utrecht een Tiled Panel Display van 16 schermen met een 10 Gbit/s lichtpad direct vanaf SURFsara. We hebben een webservice waarin we kunnen aangeven wat we willen visualiseren en dat werkt prima, maar het Collaboratorium bij SURFsara is natuurlijk veel mooier. Daarom houden we regelmatig onze eSalsa-meetings in het Collaboratorium. Het is ook een soort symbiose: wij pionieren en experimenteren met nieuwe technologieën die bij SURFsara ontwikkeld worden en profiteren doordat we nieuwe resultaten kunnen genereren."