Если вы видели эту недавнюю рекламу Intel, вы можете спросить, Что такое суперкомпьютер и как его использует наука?
Суперкомпьютеры - это чрезвычайно мощные компьютеры размером со школьный автобус. Их большой размер объясняется тем, что они состоят из сотен тысяч (а иногда и миллионов) процессорных ядер. (Для сравнения, ваш ноутбук или настольный компьютер работает один.) В результате этой коллективной вычислительной мощности суперкомпьютеры обладают огромной мощностью. Не случайно для суперкомпьютера объем памяти составляет около 40 петабайт или 500 тибибайт оперативной памяти. Думаете, ваш MacBook со скоростью 11 терафлоп (триллион операций в секунду) работает быстро? Суперкомпьютер может развивать скорость до десятков petraflops-это квадриллионы операций в секунду!
Подумайте обо всем, что поможет вам ваш персональный компьютер. Суперкомпьютеры выполняют те же задачи, только их мощь позволяет тома данных и процессов, подлежащих исследованию и манипулированию.
На самом деле, ваши прогнозы погоды возможны благодаря суперкомпьютерам.
Почему метеорологи используют суперкомпьютеры
Каждый час каждый день миллиарды метеорологических наблюдений регистрируются с помощью метеорологических спутников, метеозондов, океанских буев и наземных метеорологических станций по всему миру. Суперкомпьютеры являются домом для сбора и хранения данных о погодных условиях.
Суперкомпьютеры не только хранят объемы данных, они обрабатывают и анализируют эти данные для создания моделей прогноза погоды. Модель погоды - самая близкая вещь к хрустальному шару для метеорологов; Это компьютерная программа, которая «моделирует» или имитирует условия атмосферы в будущем. Модели делают это, решая группу уравнений, которые управляют тем, как атмосфера действует в реальной жизни. Таким образом, модель может приблизиться к тому, что может сделать атмосфера, прежде чем она это сделает. (Как бы метеорологам не нравилось заниматься сложными математическими вычислениями, такими как исчисления и дифференциальные уравнения... уравнения, используемые в моделях, настолько сложны, что их ручное решение может занять недели или месяцы! С другой стороны, суперкомпьютеры могут приблизить решения всего за час.) Этот процесс использования уравнений модели для численного аппроксимации или прогнозирования будущих погодных условий в качестве численный прогноз погоды.
Метеорологи используют вывод модели прогноза в качестве руководства при построении своих собственных прогнозов. Выходные данные дают им представление о том, что в настоящее время происходит на всех уровнях атмосферы, а также о том, что возможно в ближайшие дни. Синоптики учитывают эту информацию вместе со своими знаниями о погодных процессах, личными опыт и знакомство с региональными погодными условиями (что компьютер не может сделать), чтобы выдать прогноз.
Некоторые из самых популярных в мире моделей прогноза погоды и мониторинга климата включают в себя:
- Глобальная система прогнозов (СГФ)
- Североамериканская модель (NAM)
- Европейский центр среднесрочной модели прогнозирования погоды (Европейский или ЕЦСПП)
Познакомьтесь с Луной и Сёрджем
Теперь возможности Соединенных Штатов в области экологической разведки стали лучше, чем когда-либо, благодаря обновлению суперкомпьютеров Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA).
Названные Luna и Surge, компьютеры NOAA являются 18-ыми самыми быстрыми в США и входят в число 100 самых мощных суперкомпьютеров в мире. Каждый из суперкомпьютеров-близнецов имеет почти 50 000 ядерных процессоров, максимальную производительность составляет 2,89 петафлопс и обрабатывает до 3 квадриллионов вычислений в секунду. (Источник: "NOAA завершила модернизацию суперкомпьютера для погоды и климата"NOAA, январь 2016 г.)
Стоимость обновления составляет 45 миллионов долларов - это крутая цифра, но небольшая цена за более своевременное более точнымБолее надежные и более подробные прогнозы погоды новые машины предлагают американской публике.
Могут ли наши метеорологические ресурсы США, наконец, догнать известную европейскую модель - британскую модель с высокой точностью, чей 240 000 Ядра позволили ему точно предсказать путь и силу урагана «Сэнди» почти за неделю до того, как он достиг побережья Нью-Джерси в 2012?
Только следующий шторм скажет.