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Interoperable und wiederverwendbare Modelle

Der Übergang von disziplinären und spezifischen Modellen zu Modellen, die das Erdsystem beschreiben, erfordert Technologien, die Modelle FAIR machen - auffindbar, zugänglich, interoperabel und wiederverwendbar. Wir konzentrieren uns auf die Interoperabilität und Wiederverwendbarkeit von Modellen in der Art und Weise, wie wir unsere ökologischen Modelle implementieren, auf die Werkzeuge, die wir für die gemeinsame Arbeit unterstützen, und auf unser Engagement in internationalen Gemeinschaften.

Modulare Kopplung
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Einbettung der windkraftbedingten Filtration von Miesmuscheln in ein regionales Ozeanmodellierungssystem (Slavik et al. 2019). Grafik: Lemmen/ Hereon

Die ökologischen und biologischen Prozessmodelle, die wir entwickeln und anwenden, spielen in Ozeanmodellen oft eine untergeordnete Rolle, wo traditionell ein Großteil der Expertise und des Aufwands auf die Hydrodynamik verwendet wird. Wir haben eine neue Infrastruktur eingeführt, das Modular System for Shelves and Coasts (MOSSCO, Lemmen et al. 2018), das uns einen granulareren Ansatz für die vielen Teilkomponenten ermöglicht, die ein System zur Beschreibung des Küstenozeans ausmachen. So können wir uns auf ökologische Fragen konzentrieren, z. B. wer wen frisst (Wirtz et al. 2019), wie groß die Filterleistung von Miesmuscheln ist (Lemmen 2018) und wie sehr ihr Bewuchs auf Offshore-Windpark-Strukturen die Produktivität des Ökosystems beeinträchtigt (Slavik et al. 2019); oder wie Sedimente während Sturmereignissen von Muscheln stabilisiert werden (Nasermoaddeli et al. 2018) - und das alles mit derselben modularen Infrastruktur. Publikationen

Gute Modellierungspraxis
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Die Bausteine guter Modellierungssoftware-Praktiken (GMSP, Lemmen & Sommer 2024). Grafiken: Lemmen/Hereon

Um Modelle wiederverwendbar und zugänglich zu machen, werden viele altbekannte und einige neue Praktiken langsam auch auf Modelle der Meeresumwelt angewendet. Wir geben einführende Leitlinien für die Integration bewährter Verfahren in die Entwicklung wissenschaftlicher Modelle (Lemmen & Sommer 2014). Wir stellen eine Checkliste zur Verfügung, was zu beachten ist, bevor man sich entscheidet, einen neuen Prozess in ein Modell aufzunehmen (Martin et al. 2024), und wir sind Gründungsmitglied der Open Modeling Foundation (OMF, www.openmodelingfoundation.org), in der wir zukünftige Modellierungsstandards und -praktiken in einer internationalen Gemeinschaft entwickeln. Publications

Diese Empfehlungen sollen für sehr unterschiedliche Modellentwickler und -akteure sowie für öffentliche und private Organisationen von Nutzen sein. Bei der Lektüre der Empfehlungen sollte man drei Aspekte im Auge behalten. Erstens sollten sowohl Modellentwickler im Bereich des ML als auch solche, die nicht im Bereich des ML arbeiten, einen Nutzen aus den Empfehlungen ziehen. Zweitens können Modelle, die für eine langfristige Wirkung und Pflege entwickelt werden, von allen Regeln profitieren, während Modelle für den einmaligen Gebrauch, also Modelle, die ausschließlich für die Analyse in einem bestimmten Projekt entwickelt werden, nur von den Regeln für die Anerkennung der Mitwirkenden, Metadaten und Veröffentlichung profitieren können. Drittens sind die Regeln danach aufgeteilt, ob sie Änderungen beschreiben, auf die Sie als einzelner Modellierer hinarbeiten können (Regeln 1-6 und 10), oder strukturelle Änderungen, bei denen wir glauben, dass sie eine Rolle spielen können (Regeln 7-9): Kherroubi/Kairoi Ltd.

Wir fördern freie und quelloffene Software sowie die gemeinsame Nutzung von Modellen. Sie können unsere Softwareentwicklungen auf GitHub und GitLab verfolgen, z. B. die Entwicklung unseres Framework for Aquatic Biogeochemical Models (FABM) und der SCHISM-Komponenten oder die Entwicklung unseres agentenbasierten Fischereimodells ViNoS, und vieles mehr. Wir ermutigen Sie, auch Ihre Modelle zu teilen (Kherroubi-Garcia et al. 2025). Publikationen