KIT | KIT-Bibliothek | Impressum | Datenschutz

TEEMLEAP : A New Testbed for Exploring Machine Learning in Atmospheric Prediction for Research and Education

Wilhelm, J. 1; Quinting, J. ORCID iD icon 1; Burba, M.; Hollborn, S.; Ehret, U. 2,3; Pena Sánchez, I. 1; Lerch, S. ORCID iD icon 4,5; Meyer, J. ORCID iD icon 6; Verfürth, B. ORCID iD icon 7; Knippertz, P. ORCID iD icon 1
1 Institut für Meteorologie und Klimaforschung Troposphärenforschung (IMKTRO), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Wasser und Umwelt (IWU), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
4 Institut für Volkswirtschaftslehre (ECON), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
5 Institut für Statistik (STAT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
6 Scientific Computing Center (SCC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
7 Institut für Angewandte und Numerische Mathematik (IANM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

In the past 5 years, data‐driven prediction models and Machine Learning (ML) techniques have revolutionized weather forecasting. Meteorological services around the world are now developing ML components to enhance (or even replace) their numerical weather prediction systems. This shift creates new challenges and opportunities for universities and research centers, calling for a much closer cooperation of meteorology with mathematics and computer sciences, updates of teaching curricula, and new research infrastructures and strategies. To address these challenges, an interdisciplinary team of scientists from the Karlsruhe Institute of Technology (KIT) and the German Meteorological Service (DWD) created the TEstbed for Exploring Machine LEarning in Atmospheric Prediction (TEEMLEAP). Implemented on KIT's supercomputer HoreKa, the TEEMLEAP testbed simulates the entire operational weather forecasting chain using ERA5 reanalysis data as pseudo‐observations and DWD's Basic Cycling environment for conducting assimilation‐prediction‐cycling experiments. Moreover, first steps are taken toward the integration of new datadriven components like FourCastNet and ML‐based post‐processing methods. ... mehr


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000183159
Veröffentlicht am 14.07.2025
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte und Numerische Mathematik (IANM)
Institut für Meteorologie und Klimaforschung Troposphärenforschung (IMKTRO)
Institut für Statistik (STAT)
Institut für Volkswirtschaftslehre (ECON)
Institut für Wasser und Gewässerentwicklung (IWG)
Scientific Computing Center (SCC)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 07.2025
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1942-2466
KITopen-ID: 1000183159
HGF-Programm 12.11.34 (POF IV, LK 01) Improved predictions from weather to climate scales
Weitere HGF-Programme 46.21.01 (POF IV, LK 01) Domain-Specific Simulation & SDLs and Research Groups
Erschienen in Journal of Advances in Modeling Earth Systems
Verlag American Geophysical Union (AGU)
Band 17
Heft 7
Seiten e2024MS004881
Vorab online veröffentlicht am 14.07.2025
Nachgewiesen in Dimensions
Scopus
Web of Science
OpenAlex
KIT – Die Universität in der Helmholtz-Gemeinschaft
KITopen Landing Page