Postdoc (m/w/d)

Das Max-Planck-Institut für Biogeochemie (MPI-BGC) in Jena widmet sich der interdisziplinären Grundlagenforschung im Bereich der Erdsystemwissenschaften mit dem Schwerpunkt Klima und Ökosysteme. Das international renommierte Institut mit derzeit rund 250 Beschäftigten beging im Jahr 2022 sein 25-jähriges Jubiläum. Jena ist für High-Tech-Industrie, international renommierte Forschungseinrichtungen und eine moderne Universität bekannt. Es verfügt aber auch über eine schöne Naturkulisse im grünen Saaletal mit steilen Kalksteinhängen. Die Stadt Jena hat eine aktive Studentenszene und ein vielfältiges kulturelles Leben. Wir suchen ab sofort eine/n Postdoc (m/w/d) in Vollzeit/Teilzeit möglich; befristete Stelle, 3 Jahre.

Hintergrund und Positionsbeschreibung

Die Arbeitsgruppe "Atmosphere-Biosphere Coupling, Climate and Causality" (ABC3) und die Arbeitsgruppe "Model Data Integration" (MDI) der Abteilung Biogeochemische Integration (BGI) am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena bieten eine projektbezogene Stelle für einen Postdoc im Rahmen eines am MDI koordinierten Horizon Europe Projekts an: AI4PEX – Artificial Intelligence and Machine Learning for Enhanced Representation of Processes and Extremes in Earth System Models.

AI4PEX zielt darauf ab, die Darstellung von Prozessen an Land, im Ozean und in der Atmosphäre in Erdsystemmodellen (ESM) zu verbessern, denen die größten Unsicherheiten zugrunde liegen, um so die Unsicherheit in den Klimawandelprognosen zu verringern. AI4PEX basiert auf einem multidisziplinären Ansatz, der sich auf das "Lernen" aus Beobachtungen konzentriert, um Prozesse durch die Verschmelzung von Beobachtungen mit fortgeschrittenem maschinellem Lernen (ML) und künstlicher Intelligenz (KI) akkurater zu beschreiben. Solch daten-getriebenen Ansätze, die durch physikalische Gesetze eingegrenzt werden, sollen die Genauigkeit von ESMs deutlich verbessern. AI4PEX umfasst fast 20 Partner*innen aus verschiedenen europäischen Institutionen, die sich auf unterschiedliche Aspekte der Erdsystemforschung konzentrieren: Erdsystemmodellierung, Erdbeobachtung, KI und ML.

Die zu besetzende Position konzentriert sich auf die Erforschung verschiedener ML- und KI-Ansätze zur Entwicklung neuer ESM-Darstellungen von terrestrischen Schlüsselprozessen unter Verwendung von Erdbeobachtungsdaten. Insbesondere versuchen wir im Team, die Wechselwirkungen zwischen Biosphäre und Atmosphäre in Bezug auf die Kohlenstoffaufnahme und die Reaktion der Ökosysteme auf Klimaextreme im ICON-Landoberflächenmodell auf kurzen bis langen Zeitskalen zu verbessern. Darüberhinaus zielen wir darauf ab Simulationen der Ökosystemreaktion auf Wasser- und Hitzestress, phänologische Regimeverschiebungen als Reaktion auf klimatische Veränderungen bis hin zur Dynamik der Vegetationssterblichkeit und des Kohlenstoffumsatzes zu verbessern. Konzeptionell sollen hybride Modellierungsansätze entwickelt werden, die die Funktionsweise von Ökosystemen auf der Grundlage von Beobachtungen integrieren. In fortgeschrittener Phase des Projekts umfassen die Quantifizierung von Modellunsicherheiten durch Simulationsansätze und die Kopplung von Modellentwicklungen im Erdsystemmodell ICON. Bei diesem Vorhaben erwarten wir eine Zusammenarbeit mit dem CNRS-IPSL (LSCE, Paris), der Universität Lund (Lund), dem Met Office (UK) sowie der Universität Leipzig (Deutschland).

Es handelt sich um eine Stelle innerhalb der Gruppen ABC3 und MDI am BGI. Wir sind an der Entwicklung fortschrittlicher Methoden und Datensätze beteiligt, um ein besseres Verständnis der Dynamik des Erdsystems zu erreichen. Insbesondere sind wir aktiv an der Erforschung und Entwicklung von maschinellen und Deep Learning (ML/DL) Ansätzen zur Modellierung, Parametrisierung und Analyse großer Datensätze zur Erdsystemdynamik beteiligt, wobei der Schwerpunkt auf der Modellierung terrestrischer Ökosysteme und biogeochemischer Prozesse liegt. Die Position bezieht sich auf den Forschungsbedarf im Rahmen des AI4PEX-Projekts, in dem wir ML/DL-Ansätze in die Modellierung und Analyse der Landoberflächendynamik des ICON-Erdsystemmodells integrieren werden.

Ihre Aufgaben

• Entwicklung eines hybriden Modellierungsansatzes (HM), der maschinelles Lernen und Erdsystemmodellierung (ESM) miteinander verbindet
• Entwurf und Durchführung von Simulationen zur Quantifizierung von Unsicherheiten (Experimente mit gestörten Parametern) und zur Unterstützung von projektinternen Anforderungen und Ergebnissen
• Gegenüberstellung von HM und traditionellen ESM-Ansätzen
• Verbreitung wissenschaftlicher Ergebnisse durch Konferenzmitteilungen und Veröffentlichungen in Fachzeitschriften
• Übernahme der Verantwortung für die Projektberichterstattung und -ergebnisse

Ihr Profil

• Erfolgreich abgeschlossene Promotion in Klimawissenschaften, Meteorologie, Computerwissenschaften, Umweltwissenschaften, Geoökologie, Biologie, Geographie oder vergleichbaren Bereichen
• Erfahrungen in Erdsystemmodellierung und/oder der Modellierung von Landoberflächenprozessen sind sehr wertvoll
• Praktische Erfahrung in wissenschaftlicher Programmierung und Datenverarbeitung (Datenanalyse und -verarbeitung mit z.B. Python, Julia, R; Erfahrung in der Nutzung von HPC-Clustern)
• Fachkenntnisse in statistischer Analyse, maschinellem Lernen und/oder in Datenassimilation
• Fähigkeit, sowohl unabhängig als auch im Team zu arbeiten
• Sehr gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Unser Angebot

Das oben genannte Projekt beginnt am 01. April 2024 und wir hoffen, dass die Stelle so bald wie möglich besetzt werden kann. Die derzeitige Befristung der Stelle von drei Jahren kann bei anstehenden Projekten und anderen Möglichkeiten verlängert werden. Teilzeitarbeit ist grundsätzlich möglich. Die Eingruppierung erfolgt bei Erfüllung der tariflichen Voraussetzungen nach TVöD Bund; zusätzlich gewähren wir eine Altersversorgung in Anlehnung an den öffentlichen Dienst (VBL).

Die Max-Planck-Gesellschaft bemüht sich um die Gleichstellung von Frauen und Männern und um Vielfalt. Sie will den Anteil von Frauen in den Bereichen erhöhen, in denen sie unterrepräsentiert sind. Frauen werden daher ausdrücklich ermutigt, sich zu bewerben. Wir begrüßen Bewerbungen aus allen Bereichen. Die Max-Planck-Gesellschaft hat sich zum Ziel gesetzt, mehr schwerbehinderte Menschen zu beschäftigen. Bewerbungen von Schwerbehinderten sind ausdrücklich erwünscht.

Ihre Bewerbung

Fragen zur Stelle und/oder zu den Erwartungen sind sehr willkommen und können an Dr. Alexander Winkler (ABC3) und Dr. Nuno Carvalhais (BGI-MDI) gerichtet werden. Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann senden Sie uns bitte Ihre Bewerbung mit Anschreiben, Lebenslauf sowie Namen und Kontaktinformationen zweier Referenzen per E-Mail zusammengefasst in einer PDF-Datei (max. 10 MB) bis zum 10. Mai 2024 unter Angabe der Kennziffer 05/2024 an bewerbung@bgc-jena.mpg.de oder an das

Max-Planck-Institut für Biogeochemie
Personalbüro: Kennwort “PostDoc”
Hans-Knöll-Straße 10
07745 Jena

Wir bitten darum, keine Bewerbungsmappen zu verwenden, sondern ausschließlich Kopien einzureichen, da Ihre Unterlagen nach Abschluss des Bewerbungsverfahrens datenschutzgerecht vernichtet werden. Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!