寒冬不冷 HPC气象预测大雪早供暖

来源:51cto  
2012/11/12 10:45:07
北京气象局07年引进了IBM超级计算机来进行天气预报和空气质量控制工作,型号为IBM System p575,整套系统有1280颗CPU的高性能计算机,峰值浮点计算能力达到每秒9.8万亿次(TFlops)。

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2012年的第一场雪,比以往时候来的更早一些。短短一个周末,一下子从秋雨变成了冬雪,季节的转换可以说是瞬间完成的,但是却未觉的今年的冬天冷,原因无他,今年的供暖比寒流来得更早。

在供暖之前,北京市气象局通过气象预测了解到11月3日至11月7日期间可能出现寒流,因此市政府决定将2012-2013年采暖季居民供热时间提前至11月3日24时。不得不说,弹性的供暖制度更加人性化,但这有个前提:预测的准确性。因此别忘记幕后的功臣—准确预测到寒流将至的HPC系统。

天体情况的变化自古就影响着民生大计,“草船借箭”的故事给诸葛亮博得“神机妙算”的千古美名。如今,“神机妙算”的重任由HPC接任,最常用到超级计算机的领域要数气象预测、地震预测、碰撞试验、石油勘探、生命科学等研究。气象预测是气象科学中发展最为迅速的一个重要组成部分,他所研究的大气运动关系到区域重要灾害性天气的生消。所得出的预测结果源于两方面,一方面应用卫星、雷达、风廓线仪和自动观测站等一系列新的探测工具,获取观测实时数据;另一方面通过数值模式,对天气变化过程进行深入的模拟研究和预报试验。无疑,超级计算机担负着模拟计算的重任。

超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的处理器组成、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。因此是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机系统,多用于尖端科技领域。

北京气象局07年引进了IBM超级计算机来进行天气预报和空气质量控制工作,型号为IBM System p575,整套系统有1280颗CPU的高性能计算机,峰值浮点计算能力达到每秒9.8万亿次(TFlops)。当时为了应对08年奥运会时期准确的预测天气情况,之后服役于气象局,提供更加精确的北京地区天气预报。该系统能够覆盖4.4万平方公里的区域,可为每平方公里按小时提供数字天气预报、空气质量预报等,多年的风风雨雨,可谓功不可没。

弹指间到了2012的尾声,无论是否世界末日,但全球各地灾害频发却是不争的事实。美国东海岸地区遭受飓风桑迪的肆虐,造成不小的影响,虽没有什么方法能消除天气的威胁,但对可能会出现的天气威胁作出准确的预测,赢得应对时间却是非常重要的。世界上最快的气候研究超级计算机黄石(Yellowstone),已于最近的上线,被安放在美国国家大气研究中心的怀俄明州超级计算中心,每秒钟运算速度可达1500万亿次,主要用途是对实体系统进行数值模拟,比如大气和海洋等,今后该区域的天气预测将会变得准确得多。黄石拥有100个互相连通的机柜,其并行处理器总数为74592个,是全球运行速度最快的25台超级计算机之一。

大气运动是一个相当复杂的结构,受到海陆分布、地形和下垫面条件的影响,甚至人类活动都会对大气运动的规律性带来一定的影响,这无形中也增加了预测的难度。正因如此,对暴雨的预测远比对寒流来袭的预测难度大得多。我国算是超算大国却算不上是超算强国,其差异在于应用程序不完善,软件发展远不及硬件发展的水平。可以看到,国内正有不少组织机构或是厂商在努力推进在HPC领域的研究以及HPC人才的培养。又是一个预测出会有雨雪的周末,希望能更多地看到HPC服务于生活,为寒冬增暖;更希望明年的雨季不会出现因“62年不遇的特大暴雨”难以预料而遭受人身财产损失。

责编:杨雪姣
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