Supercomputers Machine Meteorologists, die Ihnen bei der Erstellung Ihrer Prognose helfen

Wenn Sie diesen aktuellen Intel-Werbespot gesehen haben, fragen Sie möglicherweise, Was ist ein Supercomputer und wie benutzt ihn die Wissenschaft?? 

Supercomputer sind extrem leistungsfähige Computer in Schulbusgröße. Ihre Größe ergibt sich aus der Tatsache, dass sie aus Hunderttausenden (und manchmal Millionen) Prozessorkernen bestehen. (Im Vergleich dazu läuft Ihr Laptop oder Desktop-Computer einer.) Aufgrund dieser kollektiven Rechenkapazität sind Supercomputer immens leistungsfähig. Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Supercomputer eine Speicherkapazität in der Nähe von 40 Petabyte oder 500 Tebibyte RAM-Speicher hat. Denken Sie, dass Ihr Macbook mit 11 Teraflops (Billionen Operationen pro Sekunde) schnell ist? Ein Supercomputer kann Geschwindigkeiten von mehreren zehn erreichen Petraflops-Das sind Billiarden Operationen pro Sekunde! 

Denken Sie an alles, was Ihnen Ihr PC dabei hilft. Supercomputer erledigen die gleichen Aufgaben, nur die Leistung, die sie haben, lässt sie zu Bände von zu recherchierenden und zu manipulierenden Daten und Prozessen. 

Tatsächlich sind Ihre Wettervorhersagen aufgrund von Supercomputern möglich.

Warum Meteorologen Supercomputer einsetzen

Jede Stunde des Tages werden Milliarden von Wetterbeobachtungen von Wettersatelliten, Wetterballons, Ozeanbojen und Oberflächenwetterstationen auf der ganzen Welt aufgezeichnet. Supercomputer bieten ein Zuhause für diese Flutwelle von Wetterdaten, die gesammelt und gespeichert werden können. 

Supercomputer speichern nicht nur Datenmengen, sondern verarbeiten und analysieren diese Daten, um Wettervorhersagemodelle zu erstellen. Ein Wettermodell kommt einer Kristallkugel für Meteorologen am nächsten. Es ist ein Computerprogramm, das "modelliert" oder simuliert, wie die atmosphärischen Bedingungen in der Zukunft aussehen könnten. Die Modelle lösen dazu eine Gruppe von Gleichungen, die bestimmen, wie sich die Atmosphäre im wirklichen Leben verhält. Auf diese Weise ist das Modell in der Lage, die voraussichtliche Aktivität der Atmosphäre vorherzusagen. (So ​​sehr Meteorologen fortgeschrittene Mathematik betreiben, wie etwa Kalkül- und Differentialgleichungen. Die in Modellen verwendeten Gleichungen sind so komplex, dass es Wochen oder Monate dauern würde, bis sie von Hand gelöst werden. Andererseits können Supercomputer Lösungen in so wenig wie möglich approximieren als eine Stunde.) Dieser Prozess der Verwendung von Modellgleichungen zur numerischen Annäherung oder Vorhersage zukünftiger Wetterbedingungen ist bekannt als numerische Wettervorhersage.

Meteorologen verwenden die Prognosemodellausgabe als Richtlinie für die Erstellung eigener Prognosen. Die Ausgabedaten geben ihnen eine Vorstellung davon, was aktuell auf allen Ebenen der Atmosphäre passiert und was in den kommenden Tagen möglich ist. Prognostiker berücksichtigen diese Informationen zusammen mit ihrem Wissen über Wetterprozesse, ihrer persönlichen Erfahrung und ihrer Vertrautheit mit regionalen Wettermustern (etwas, das ein Computer nicht kann), um Ihre Prognose abzugeben.

Einige der weltweit beliebtesten Modelle für Wettervorhersage und Klimaüberwachung sind: 

• Globales Prognosesystem (GFS) 
• Nordamerikanisches Modell (NAM)
• Europäisches Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (Europäisch oder EZMW)

Treffen Sie Luna und Surge

Dank eines Upgrades der Supercomputer der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) sind die Fähigkeiten des US-amerikanischen Umweltinformationsdienstes besser denn je.

Die Computer von NOAA, genannt Luna und Surge, sind die 18 schnellsten in den USA und gehören zu den 100 leistungsstärksten Supercomputern der Welt. Die Supercomputer-Zwillinge haben jeweils fast 50.000 Kernprozessoren, eine Spitzengeschwindigkeit von 2,89 Petaflops und verarbeiten bis zu 3 Billiarden Berechnungen pro Sekunde. (Quelle: "NOAA schließt Wetter- und Klimasupercomputer-Upgrades ab", NOAA, Januar 2016.) 

Das Upgrade kostet 45 Millionen US-Dollar - eine steile Zahl, aber ein kleiner Preis für die aktuelleren, genaueren, zuverlässigeren und detaillierteren Wettervorhersagen, die die neuen Maschinen der amerikanischen Öffentlichkeit bieten.

Könnten unsere US-amerikanischen Wetterressourcen endlich das renommierte europäische Modell einholen - das britische Bullseye-genaue Modell, dessen 240.000 Kerne es veranlassten, den Weg und die Stärke des Hurrikans Sandy genau vorherzusagen, fast eine Woche bevor es 2012 die Küste von New Jersey erreichte?

Nur der nächste Sturm wird es zeigen.