An der University of California, Santa Cruz (UCSC) nutzen Forscherinnen und Forscher der Center for Coastal Climate Resilience unter der Leitung von Professor Michael Beck moderne GPU-beschleunigte Technologien von NVIDIA, um Küstengebiete weltweit vor Überschwemmungen zu schützen. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 26 Prozent für eine Überschwemmung innerhalb von 30 Jahren sind US-amerikanische Küstengemeinden zunehmend durch den Klimawandel gefährdet. Um diese Risiken zu bewerten und Lösungen zu entwickeln, nutzen Beck und sein Team Simulationstools wie SFINCS, die mit NVIDIA RTX 6000 Ada Generation GPUs beschleunigt werden. Durch die Integration von CUDA-X-Software, darunter cuPyNumeric und nvfortran, wurde die Berechnungszeit von ursprünglich sechs Stunden auf etwa 40 Minuten pro Simulation reduziert – eine Beschleunigung um das 3- bis 4-fache. Mit einem GPU-Cluster aus vier Karten können nun vier Simulationen gleichzeitig laufen, was Sensitivitätsanalysen und präzisere Modellparameter ermöglicht. Die Ergebnisse werden in Unreal Engine 5 visualisiert und als interaktive Anwendungen über Pixel-Streaming bereitgestellt. Diese hochauflösenden, datengestützten Darstellungen zeigen nicht nur potenzielle Überschwemmungsszenarien bei Extremwetterereignissen – wie einem 100-Jahre-Sturm in Santa Cruz –, sondern auch die Wirkung von Natur-basierten Lösungen wie Wiederherstellung von Dünen, Seewänden und nahegelegenen Felsenriffen. Die Visualisierungen dienen als entscheidendes Werkzeug, um Regierungen, NGOs und Finanzinstitute zu überzeugen, in den Schutz der Küsten zu investieren. Ein prominentes Beispiel ist die Mesoamerikanische Barriere-Riff-Region vor der Küste Mexikos, wo Hoteliers, der mexikanische Staat und die Weltbank auf Basis solcher Darstellungen eine parametrische Versicherung für Korallenriffe abschlossen. Bei Windgeschwindigkeiten über 100 Knoten wird automatisch eine Entschädigung ausgelöst, um beschädigte Riffe zu restaurieren. Das Team arbeitet aktuell an einem globalen Projekt, das alle kleinen Inselstaaten – von Tonga bis Trinidad und Tobago – bis zur COP30 im November 2025 kartieren soll. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Erweiterung des USGS-Coastal Storm Modeling System (CoSMoS) im Projekt CoSMoS ADAPT, das die Kosten-Nutzen-Relation von Anpassungsstrategien quantifiziert. Hier werden auch die Schutzfunktionen von Korallenriffen und anderen natürlichen Strukturen in die Modellierung einbezogen. Die hohe Rechenleistung, die durch NVIDIA-GPUs bereitgestellt wird, ist entscheidend, um komplexe, räumlich hochaufgelöste Szenarien in akzeptabler Zeit zu generieren. Industrieexperten loben die Initiative als wegweisend für den Einsatz von KI und beschleunigter Simulation in der Klimaanpassung. „Die Kombination aus präziser Modellierung und überzeugender Visualisierung macht die Gefahren greifbar und fördert politische und finanzielle Entscheidungen“, sagt ein Experte für klimaresiliente Infrastruktur. Die NVIDIA Academic Grant Program ermöglicht weiteren Forschern, solche Projekte zu starten – aktuell bis zum 31. Dezember 2024 für Themen wie generative KI, Robotik und Edge-AI. Die Arbeit von Beck und seinem Team zeigt, wie Technologie und Naturschutz Hand in Hand gehen können, um Küstengemeinden langfristig zu schützen.