超級計算機:幫助發(fā)布預測的機器氣象師
如果你看到這個最近的Intel商業(yè),你可能會問,什么是超級計算機,科學如何使用它?
超級計算機是非常強大的,校車大小的計算機。它們的大尺寸來自這樣一個事實,即它們由數(shù)十萬(有時甚至數(shù)百萬)的處理器核心組成。(相比之下,您的筆記本電腦或臺式計算機運行1)。由于這種集體計算能力,超級計算機非常強大。它'對于超級計算機來說,在40PB或500TB的RAM存儲器附近具有存儲空間容量并不是聞所未聞的。想你的11 teraflop(每秒數(shù)萬億次操作)Macbook很快嗎?超級計算機的速度可以達到每秒數(shù)十次petraflops-'每秒操作四百萬次!
想想你個人電腦幫助你做的一切。超級計算機執(zhí)行相同的任務,只有它們的啟動功率允許卷的數(shù)據(jù)和過程被研究和操縱。
事實上,由于超級計算機,您的天氣預報是可能的。
為什么氣象學家使用超級計算機
每天每小時,全世界的天氣衛(wèi)星,天氣氣球,海洋浮標和地面氣象站都會記錄數(shù)十億次天氣觀測。超級計算機為收集和存儲這種潮汐天氣數(shù)據(jù)提供了一個家。
超級計算機不僅可以容納大量數(shù)據(jù),還可以處理和分析這些數(shù)據(jù)以創(chuàng)建天氣預報模型。天氣模型是氣象學家最接近水晶球的地方;它是一個計算機程序,可以模擬未來某個時間的大氣條件。這些模型通過求解一組控制大氣在現(xiàn)實生活中的行為的咖啡小知識方程來做到這一點。通過這種方式,模型能夠近似大氣很可能在實際發(fā)生之前就已經(jīng)完成了。(就像氣象學家喜歡做**數(shù)學一樣,如微積分和微分方程……模型中使用的方程非常復雜,需要幾個星期或幾個月才能用手解決!另一方面,超級計算機可以在短短一小時內(nèi)近似解。)這種使用模型方程對未來天氣條件進行數(shù)值近似或預報的過程稱為數(shù)值天氣預測。
氣象學家在構(gòu)建自己的預測時使用預測模型輸出作為指導。輸出數(shù)據(jù)讓他們了解當前在大氣各級發(fā)生的'以及未來幾天可能發(fā)生的'。預測員將這些信息以及他們對天氣過程的了解,個人經(jīng)驗以及對區(qū)域天氣模式的熟悉程度(計算機可以做的事情)考慮在內(nèi),以發(fā)布預報。
世界上一些****的天氣預報和氣候監(jiān)測模型包括:
- 全球預報系統(tǒng)(GFS)
- 北美模型(NAM)
- 歐洲中等天氣預報中心模型(歐洲或ECMWF)
遇到Luna和Surge
現(xiàn)在,由于國家海洋和大氣管理局和s(NOAA)超級計算機的升級,美國的環(huán)境情報能力比以往任何時候都要好。
命名為Luna和Surge,NOAA's計算機是美國第十八快的計算機,也是世界上前100名最強大的超級計算機之一。超級計算機雙胞胎每個都有近50000個核心處理器,峰值性能速度為2.89 petaflops,每秒處理高達3個四百萬計算。(資料來源:"NOAA完成天氣和氣候超級計算機升級"NOAA,2016年1月。)
升級時間為價格為4500萬美元-這個陡峭的數(shù)字,但為新機器向美國公眾提供的更及時,更準確,更可靠和更詳細的天氣預報支付的價格很小。
我們的美國天氣資源能否最終趕上著名的歐洲模型-英國和#39;S靶心**模型,其240000個核心使其能夠在2012年襲擊新澤西海岸線前近一周準確預測颶風桑迪的路徑和強度?
只有下一次風暴才會發(fā)生。