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Advanced climate model evaluation with ESMValTool v2.11.0 using parallel, out-of-core, and distributed computing

Schlund, Manuel und Andela, Bouwe und Benke, Jörg und Comer, Ruth und Hassler, Birgit und Hogan, Emma und Kaverla, Peter und Lauer, Axel und Little, Bill und Loosveldt Tomas, Saskia und Nattino, Francesco und Peglar, Patrick und Predoi, Valeriu und Smeets, Stef und Worsley, Stephen und Yeo, Martin und Zimmermann, Klaus (2025) Advanced climate model evaluation with ESMValTool v2.11.0 using parallel, out-of-core, and distributed computing. Geoscientific Model Development (18), Seiten 4009-4021. Copernicus Publications. doi: 10.5194/gmd-18-4009-2025. ISSN 1991-959X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.5194/gmd-18-4009-2025

Kurzfassung

Earth system models (ESMs) allow numerical simulations of the Earth’s climate system. Driven by the need to better understand climate change and its impacts, these models have become increasingly sophisticated over time, generating vast amounts of data. To effectively evaluate the complex state-of-the-art ESMs and ensure their reliability, new tools for comprehensive analysis are essential. The open-source community-driven Earth System Model Evaluation Tool (ESMValTool) addresses this critical need by providing a software package for scientists to assess the performance of ESMs using common diagnostics and metrics. In this paper, we describe recent significant improvements of ESMValTool’s computational efficiency, which allow a more effective evaluation of these complex ESMs and also high-resolution models. These optimizations include parallel computing (execute multiple computation tasks simultaneously), out-of-core computing (process data larger than available memory), and distributed computing (spread computation tasks across multiple interconnected nodes or machines). When comparing the latest ESMValTool version with a previous not yet optimized version, we find significant performance improvements for many relevant applications running on a single node of a high-performance computing (HPC) system, ranging from 2.3 times faster runs in a multi-model setup up to 23 times faster runs for processing a single highresolution model.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216182/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Advanced climate model evaluation with ESMValTool v2.11.0 using parallel, out-of-core, and distributed computing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schlund, ManuelDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-5251-0158NICHT SPEZIFIZIERT
Andela, BouweNetherlands eScience Center, Amsterdam, NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Benke, JörgForschungszentrum Jülich, Jülich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Comer, RuthMet Office, Exeter, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hassler, BirgitDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-2724-709XNICHT SPEZIFIZIERT
Hogan, EmmaMet Office, Exeter, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kaverla, PeterNetherlands eScience Center, Amsterdam, NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lauer, AxelDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-9270-1044NICHT SPEZIFIZIERT
Little, BillMetOffice, Exeter, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Loosveldt Tomas, SaskiaBarcelona Supercomputing Center, Barcelona, SpanienNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nattino, FrancescoNetherlands eScience Center (NLeSC), Amsterdam, the NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Peglar, PatrickMetOffice, Exeter, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Predoi, ValeriuUniversity of Reading, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Smeets, StefNetherlands eScience Center, Amsterdam, NetherlandsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Worsley, StephenMetOffice, Exeter, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yeo, MartinMetOffice, Exeter, UKNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zimmermann, KlausSMHI, Norrköping, SchwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2 Juli 2025
Erschienen in:Geoscientific Model Development
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.5194/gmd-18-4009-2025
Seitenbereich:Seiten 4009-4021
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1991-959X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ESMValTool, optimized computing, climate models
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Atmosphären- und Klimaforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystemmodell -Evaluation und -Analyse
Hinterlegt von: Hassler, Dr. Birgit
Hinterlegt am:03 Sep 2025 08:25
Letzte Änderung:04 Sep 2025 12:39

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