Новый британский погодный суперкомпьютер: что он сможет и как это изменит нашу жизнь
Комментарий профессионального метеоролога на тему горячей новости
На днях стало известно, что в полку погодных суперкомпьютеров ожидается революционное пополнение: британская метеослужба планирует в 2022 году ввести в строй новый комплекс стоимостью в 1,56 млрд долларов (это аппаратная часть + расходы на обслуживание на 10 лет). Для тех, кто читает меня впервые, поясню: все современные прогнозы погоды, которые доступны как в вашем смартфоне, так и вообще для важных задач, рассчитываются с помощью колоссальных вычислительных мощностей, а некоторые новые процессоры в процессе разработки тестируются на метеорологических задачах, как на наиболее ресурсоёмких в принципе.
Это станет, во-первых, самым крупным вложением в службу MetOffice за всё время ее существования (в 1854 году её основал легендарный мореплаватель Роберт Фицрой, тот самый, что катал Чарльза Дарвина вокруг света на «Бигле»), а во-вторых сделает MetOffice обладателем мощнейшего погодного суперкомпьютера в мире.
В принципе, и сейчас дела на Британских островах идут неплохо. Вычислительная мощность нынешнего суперкомпьютера Met Office, сданного в эксплуатацию в декабре 2016 года, оценивается в — 7 петафлопс (это 27ое место в топ 500 мощнейших суперкомпьютеров мира). Для сравнения — главный суперкомпьютер российской гидрометслужбы в несколько раз медленнее современного британского — он выдает лишь 1.3 петафлопс.
Предполагаемый ко вводу в 2022 году в Великобритании новый вычислительный комплекс будет в шесть раз производительнее текущего. Вдобавок к концу 20х годов его мощность еще дополнительно возрастет втрое.
Так что сможет делать данный гигант? Схематично все плюсы изображены на оригинальной инфографике ниже, давайте же оценим наиболее заметные.
Во-первых, конечно же, улучшится временное разрешение прогнозов погоды. Если сейчас прогноз Metoffice делается на каждый час (ранее «шаг прогноза» был три часа), то с новым компьютером планируется еще чаще выпускать важные обновления (сейчас это делается вручную синоптиками). Это поможет улучшить качество прогноза опасных явлений погоды, которые несут с собой активные циклонические вихри- например циклон Деннис итд.
Но более важным будет, безусловно, улучшение пространственного разрешения прогноза (его часто называют «прогноз для каждой улицы») — речь идет о прогнозе скорости ветра, температуры и осадков. Этого, практически впервые в истории планируется достигнуть с помощью так называемой «бесшовной модели атмосферы» — нового слова в предсказательной метеорологии.
Сегодня по всему миру для разных потребностей метеорологи используют различные типы моделей. Для слежения за перемещением циклонов и антициклонов — «глобальные», которые моделируют весь земной шар. На них видны только крупные объекты. Для прогноза бризов, торнадо, осадков над озерами и различными районами мегаполисов (Лондон, Москва, Нью-Йорк) — «региональные» — они дают прогноз с точностью до километров. Для прогноза порывов ветра на улицах и у углов зданий — «микроклиматические и гиперлокальные» — они позволяют видеть «картинку» с точностью до метров (LES).
Взаимоотношения этих типов моделей между собой видны вот тут:
Так вот «бесшовные» модели будут объединять в себе все вышеприведенные типы моделей, что позволит ликвидировать ошибки, возникающие при «присоединении моделей друг к другу» — как делается сейчас. То есть одна бесшовная модель сможет и следить за циклонами и их фронтами, и за порывами ветра в городской среде.
И, похоже, новый британский суперкомпьютер как раз сможет осилить необходимую для нового типа моделей скорость вычислений. Пока еще в онлайн-режиме для большинства суперкомпьютеров это остается лишь мечтой.
Ссылки:
www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/2015/13370-seamless-prediction-weather-and-climate-opportunity-and-challenge-physical-parameterizations.pdf.
www.metoffice.gov.uk/binaries/content/gallery/metofficegovuk/images/about-us/what-we-do/01202-supercomputer-benefits-tiles-v8–01_web.jpg
