科學(xué)家欲造超級計算機 精確預報全球天氣
愛(ài)丁堡大學(xué)的HECToR超級電腦
北京時(shí)間1月22日消息,據英國《星期日泰晤士報》報道,氣象及氣候研究者近日計劃打造全球最大的計算機,該計算機將能夠預報全球任何地區的天氣。
通過(guò)該計算機,科學(xué)家能夠更精確預報颶風(fēng)、暴雨和干旱,擁有巨大的商業(yè)和社會(huì )意義。此外,該計算機能夠將天氣預報和氣候變化相結合,向政府提供有關(guān)某一國家氣候變化的長(cháng)期情況。
美國喬治-梅森大學(xué)的氣候動(dòng)力學(xué)教授杰加迪什-舒克拉表示,研發(fā)該計算機的目的是徹底百變目前的天氣和氣候預報方式。今年5月,舒克拉將負責組織“世界天氣預報模型峰會(huì )”,全球各地的頂級氣候和天氣預報專(zhuān)家將討論這一提議。
舒克拉表示:“現有電腦即將達到極限。它們的分辨率非常低。例如我們知道世界正在變暖,但是我們無(wú)法預知每個(gè)地區受到的具體影響。”根據舒克拉的設想,未來(lái)的天氣預報計算機每秒大約能運算1000萬(wàn)億次。
“歐洲中期天氣預報中心”的蒂姆-帕爾默將主持此次峰會(huì )。他表示:“目前這一代的電腦無(wú)法模擬云或風(fēng)暴系統的行為,而這是世界天氣和氣候的關(guān)鍵組成部分。”
IBM的藍色基因
超級計算機計劃的主要目的是將天氣預報和氣候預測結合起來(lái)。目前的天氣預報只能準確預報未來(lái)幾天的天氣情況,而未來(lái)的目標是預測數十年甚至數個(gè)世紀后的氣候狀況。帕爾默表示:“只說(shuō)全球變暖意義不大,需要指出全球變暖對英國冬季或亞洲季風(fēng)有何具體影響。”
這臺超級電腦將把世界離散成多個(gè)格子并分別建模。這些格子向上延伸至大氣中,于是世界所有地區將被電腦視作“盒子的堆疊”。根據這種方法,全球將被包圍在格子之中,并由數百萬(wàn)的盒子構成。通過(guò)對每一個(gè)盒子求解已經(jīng)建立的方程,研究人員可以預報各個(gè)地區未來(lái)的氣候情況。
目前電腦的計算能力使得格子的邊長(cháng)必須大于90英里,這對于預測云層和風(fēng)暴顯得過(guò)大。舒克拉表示:“我們需要更小的格子,格子邊長(cháng)只能有幾公里。這樣對于風(fēng)暴和云層的計算才能成為現實(shí)。”
對于計算量的需求將使得這臺計算機成為全球“最強大”的計算機。日本的“地球模擬器”2004年時(shí)是全球最強大的電腦,不過(guò)隨后IBM的“藍色基因”超過(guò)了它。去年,英國愛(ài)丁堡大學(xué)的HECToR超級電腦又再次超越了“藍色基因”。
除超級電腦外,科學(xué)家還嘗試過(guò)將小型電腦連網(wǎng)的方式來(lái)提高運算能力??茖W(xué)家曾將70萬(wàn)臺索尼PS3聯(lián)網(wǎng),用于研究阿茨海默癥。
不過(guò),研制超級電腦將帶來(lái)能量消耗的問(wèn)題,并導致大量的二氧化鈦排放。舒克拉表示:“超級電腦消耗的能量相當于一座小城市。不過(guò)我們將努力控制二氧化碳排放。”
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