מחשבי-על: כלים לחיזוי מזג אוויר טכניים

אם ראית את הפרסומת האחרונה הזו של אינטל, ייתכן שאתה שואל, מהו מחשב-על ואיך המדע משתמש בזה?

מחשבי העל הם מחשבים חזקים במיוחד, בגודל של בית ספר. הגודל הגדול שלהם נובע מהעובדה שהם מורכבים ממאות אלפי ליבות מעבד (ולפעמים מיליונים). (לשם השוואה, המחשב הנייד או המחשב השולחני שלך פועל אחד.) כתוצאה מיכולת המחשוב הקולקטיבית הזו, מחשבי העל הם בעלי עוצמה עצומה. למחשב העל אין נפח אחסון בקיבולת שטח אחסון בשכונה של 40 פטה-בייט או 500 טיב-בייט זיכרון RAM. חושבים ש- 11 הטראפלופ שלכם (טריליון פעולות בשנייה) ה- Macbook מהיר? מחשב-על יכול להגיע למהירויות של עשרות פטרפלפים -זה ארבע פעולות בשנייה!

חשוב על כל מה שהמחשב האישי שלך עוזר לך לעשות. מחשבי העל מבצעים את אותן המשימות, רק הכוח המופגן שלהם מאפשר זאת כרכים של נתונים ותהליכים שיש לחקור ולהשתמש בהם.

למעשה, תחזיות מזג האוויר שלך אפשריות בגלל מחשבי-על.

בכל שעה בכל יום, מיליארדי תצפיות מזג אוויר נרשמות על ידי לוויני מזג אוויר, בלוני מזג אוויר, מצופי אוקיינוס ​​ותחנות מזג אוויר עיליות ברחבי העולם. מחשבי העל מספקים בית לגל השפל הזה של נתוני מזג האוויר שייאסף ואוחסן.

מחשבי העל לא רק מכילים כמויות נתונים, הם מעבדים ומנתחים נתונים אלה כדי ליצור מודלים של תחזית מזג אוויר. מודל מזג אוויר הוא הדבר הקרוב ביותר לכדור בדולח עבור מטאורולוגים; זוהי תוכנית מחשב ש"מדגמנת "או מדמה את תנאי האווירה שיכולים להיות בזמן כלשהו בעתיד. המודלים עושים זאת על ידי פתרון של קבוצת משוואות השולטות באופן בו האווירה פועלת בחיים האמיתיים. באופן זה, הדגם מסוגל לקשר את מה שהאווירה עשויה לעשות לפני שהוא עושה זאת. (ככל שמטאורולוגים נהנים לעשות מתמטיקה מתקדמת, כמו חישובים ומשוואות דיפרנציאליות... המשוואות המשמשות במודלים כל כך מורכבות, ייקח להן שבועות או חודשים כדי לפתור אותן ביד! מצד שני, מחשבי-על יכולים להתקרב לפתרונות תוך פחות משעה.) תהליך זה ידוע על שימוש במשוואות מודל לצורך קירוב מספרי של מזג האוויר בעתיד, או תחזיתו כפי ש תחזית מזג אוויר מספרית.

מטאורולוגים משתמשים בתפוקת מודלים תחזית כהנחיה בעת בניית תחזיות משלהם. נתוני הפלט נותנים להם מושג מה קורה כרגע בכל רמות האווירה וגם מה אפשרי בימים הקרובים. חזאים לוקחים בחשבון מידע זה יחד עם הידע שלהם על תהליכי מזג האוויר, אישיים ניסיון והיכרות עם דפוסי מזג האוויר האזוריים (דבר שמחשב לא יכול לעשות) כדי להנפיק את שלך תחזית.

כמה מהדגמים הפופולריים ביותר בעולם לתחזית מזג האוויר ולניטור האקלים כוללים את:

• מערכת תחזית גלובלית (GFS)
• דגם צפון אמריקה (NAM)
• מרכז אירופי למודל חיזוי מזג אוויר לטווח בינוני (אירופאי או ECMWF)

כעת, יכולות הביון הסביבתי של ארצות הברית טובות מתמיד, בזכות שדרוג מחשבי העל הלאומיים של האוקיאנוס והאטמוספירה (NOAA).

המחשבים של NOAA נקראים לונה וסורג ', הם המהירים ה -18 בארה"ב ובין 100 מחשבי העל החזקים ביותר בעולם. לתאומי מחשב העל כל אחד מהם יש כמעט 50,000 מעבדי ליבה, מהירות ביצועים שיא של 2.89 פטפלופים, ומעבדים עד 3 חישובי רביעי לשנייה. (מקור: "NOAA משלים שדרוגי מחשב על מזג האוויר והאקלים"NOAA, ינואר 2016.)

השדרוג מגיע במחיר של 45 מיליון דולר - נתון תלול, ובכל זאת מחיר נמוך לשלם עבור הזמן המתוזמן יותר, יותר מדויקתחזיות מזג אוויר, אמינות ומפורטות יותר שהמכונות החדשות מציעות לציבור האמריקני.

האם משאבי מזג האוויר בארצות הברית יכולים סוף סוף להדביק את הדגם האירופי הנודע - המודל המדויק של הבריטים בבריטניה ש -240,000 ליבות הובילו אותה לחזות במדויק את דרכו וכוחו של הוריקן סנדי כמעט שבוע לפני שפגעה בקו החוף של ניו ג'רזי ב 2012?

רק הסערה הבאה תגלה.