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How to Tackle the Computational Challenges of Line-by-line Modelling

Schreier, Franz und Gimeno Garcia, Sebastian und Kohlert, Dieter (2015) How to Tackle the Computational Challenges of Line-by-line Modelling. Spectroscopy of Exoplanets, 2015-07-24 - 2015-07-26, Cumberland Lodge, Great Park, Windsor, UK.

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Kurzfassung

Despite of significant advances of computational power, line-by-line modeling of molecular absorption and radiative transfer remains a challenge. In case of Earth atmospheric remote sensing, the number of spectra to be processed operationally has grown substantially. In contrast the number of planetary spectra is quite limited, however, the number of spectroscopic transitions to be considered, esp. for hot Jupiters (or Venus in our solar system), has increased to millions or billions. In this contribution we present our approach to tackle this computational challenge in our lbl atmospheric radiative transfer code GARLIC (Generic Atmospheric Radiation Line-by-line Infrared Code, Fortran 2003). A highly optimized Voigt function algorithm along with a 'multigrid' approach is employed for computation of lbl molecular absorption cross sections. Multithreading by OpenMp allows to further speed-up the cross section, absorption coefficient, and atmospheric radiative transfer modules. Furthermore, we briefly discuss the option of hardware accelerators for the most demanding cross sections. Finally, Jacobians are required to solve the nonlinear inverse problems to be solved for the analysis of an increasing number of exoplanet observations and we present algorithmic differentiation as a technique to implement accurate and efficient derivatives.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/97279/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:How to Tackle the Computational Challenges of Line-by-line Modelling
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schreier, Franzfranz.schreier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7196-6599NICHT SPEZIFIZIERT
Gimeno Garcia, Sebastiansebastian.gimenogarcia (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kohlert, DieterFachhochschule RegensburgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2015
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Atmospheric radiative transfer, Molecular absorption, Voigt function, Multigrid algorithms, Algorithmic differentiation FPGA
Veranstaltungstitel:Spectroscopy of Exoplanets
Veranstaltungsort:Cumberland Lodge, Great Park, Windsor, UK
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:24 Juli 2015
Veranstaltungsende:26 Juli 2015
Veranstalter :University College London, ExoMol group
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 - Vorhaben Spektrometrische Verfahren und Konzepte der Fernerkundung (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren
Hinterlegt von: Schreier, Dr.rer.nat. Franz
Hinterlegt am:13 Aug 2015 17:59
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:02

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