スーパーコンピューター: 予報の発行を支援する機械気象学者
気象学者は、スーパーコンピューターによって実行される気象モデルを使用して予測を行います。バラノズデミール/ゲッティイメージズ
この最近のインテルのコマーシャルを見たことがあれば、次のように尋ねるかもしれません。 スーパーコンピューターとは何ですか?科学はそれをどのように使用していますか?
スーパーコンピューターは非常に強力な、スクールバス サイズのコンピューターです。サイズが大きいのは、数十万 (場合によっては数百万) のプロセッサ コアで構成されているためです。 (比較すると、ラップトップまたはデスクトップ コンピューターは実行されます。 1 .) この集合的な計算能力の結果として、スーパーコンピューターは非常に強力です。スーパーコンピューターが 40 ペタバイトまたは 500 テビバイトの RAM メモリのストレージ容量を持つことは前例のないことではありません。 11 テラフロップ (1 秒あたり数兆回の操作) の Macbook は高速だと思いますか?スーパーコンピューターは数十の速度に達することができます ペトラフロップス— これは、1 秒あたり数千兆回の操作です。
あなたのパソコンがあなたを助けるすべてのことを考えてみてください。スーパーコンピューターは同じタスクを実行しますが、そのキックアップされたパワーだけが可能です ボリューム 調査および操作されるデータとプロセスの。
実際、スーパーコンピューターのおかげで天気予報が可能です。
気象学者がスーパーコンピューターを使用する理由
世界中の気象衛星、気象観測気球、海上ブイ、地表気象観測所によって、毎日 1 時間ごとに何十億もの気象観測が記録されています。スーパーコンピューターは、この津波のような気象データを収集して保存する場所を提供します。
スーパーコンピューターは大量のデータを格納するだけでなく、そのデータを処理および分析して天気予報モデルを作成します。気象モデルは、気象学者にとって水晶玉に最も近いものです。これは、将来のある時点での大気の状態を「モデル化」またはシミュレートするコンピューター プログラムです。モデルは、大気が実際の生活でどのように作用するかを支配する一連の方程式を解くことによってこれを行います。このようにして、モデルは大気が実際にそうなる前に、大気がどうなりそうかを概算することができます。 (気象学者が微積分や微分方程式などの高度な数学を楽しんでいるのと同じように...モデルで使用される方程式は非常に複雑で、手作業で解くには数週間から数か月かかるでしょう! 一方、スーパーコンピューターは、モデル方程式を使用して将来の気象条件を数値的に近似または予測するこのプロセスは、次のように知られています。 数値天気予報 .
気象学者は、独自の予測を作成する際に、予測モデルの出力をガイダンスとして使用します。出力データは、大気のすべてのレベルで現在何が起こっているのか、また今後数日間に何が起こる可能性があるのかについてのアイデアを提供します。予報士は、この情報を、気象プロセスに関する知識、個人的な経験、および地域の気象パターンに関する知識 (コンピューターにはできないこと) とともに考慮して、予報を出します。
世界で最も人気のある天気予報および気候監視モデルには、次のものがあります。
- 全球予報システム (GFS)
- 北米モデル (NAM)
- ヨーロッパ中期天気予報モデルセンター (European または ECMWF)
ルナとサージに会う
現在、米国海洋大気庁 (NOAA) のスーパーコンピューターのアップグレードのおかげで、米国の環境インテリジェンス機能はこれまで以上に優れています。
ルナとサージと名付けられた NOAA のコンピュータは、米国で 18 番目に高速で、世界で最も強力なスーパーコンピュータのトップ 100 に入っています。スーパーコンピューター ツインには、それぞれ約 50,000 コアのプロセッサがあり、ピーク パフォーマンス速度は 2.89 ペタフロップスで、1 秒あたり最大 3,000 兆の計算を処理します。 （ソース： ' NOAA が気象と気候のスーパーコンピューターのアップグレードを完了 （NOAA、2016 年 1 月）
アップグレードには 4,500 万ドルの費用がかかります。これは高額ですが、新しいマシンがアメリカ国民に提供する、よりタイムリーで、より正確で、信頼性が高く、より詳細な天気予報を提供するには、少額の費用がかかります。
米国の気象リソースは、ついに有名なヨーロッパのモデルに追いつくことができるでしょうか? 2012 年にニュージャージー州の海岸線に到達するほぼ 1 週間前にハリケーン サンディの進路と強さを正確に予測するために、240,000 のコアを使用したブルズアイの正確なモデルです。
次の嵐だけが教えてくれます。