Материалы по тегу: климат

19.09.2020 [11:40], Владимир Мироненко

Швейцарский суперкомпьютер помог с высокой точностью смоделировать изменения климата

Из-за очень сложной взаимосвязанной природы климатических систем большая часть работы по изучению того, что происходит с ними и почему, проводится на суперкомпьютерах, хотя ограничения в вычислительной мощности до нынешнего времени сужали возможности такого моделирования.

В настоящее время ситуация изменилась. И команда климатологов из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) получила возможность использовать суперкомпьютерные мощности для создания климатических моделей со сверхвысоким разрешением, охватывающих всю Европу и центральную часть Атлантического океана.

При анализе климата и погоды низкое разрешение может создавать серьезные проблемы, препятствуя моделированию таких важных массивов, как облака и штормы. В свою очередь, это порождает неравномерность в моделировании, которая приводит к большой неопределённости. Например, оценки будущего повышения температуры на Земле, если содержание CO2 в атмосфере удвоится, колеблются от 1,5 °C до 4,5 °C. Это огромный диапазон, который, по словам Кристофа Шера (Christoph Schär), профессора климатологии ETH Zurich, «в основном связан с низким разрешением моделей нынешнего климата», лучшие из которых зачастую всё ещё имеют широкий диапазон от 12 до 50 км.

Шер и его коллеги решили изменить эту парадигму. Они сотрудничают со Швейцарским национальным суперкомпьютерным центром (CSCS) и MeteoSwiss (национальное метеорологическое бюро Швейцарии), чтобы адаптировать популярную негидростатическую атмосферную модель COSMO, ранее предназначавшуюся только для CPU-расчётов, для использования на графических процессорах — шаг, который, по словам Шера, «делает вычисления эффективнее, быстрее и дешевле».

Партнёрство по передовым вычислениям в Европе (PRACE) предоставило учёным возможности для работы на суперкомпьютере Piz Daint, установленном в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре (CSCS). Piz Daint содержит 5704 узла Cray XC50 (каждый с Intel Xeon E5-2690 и NVIDIA Tesla P100) в дополнение к 1813 узлам XC40 (каждый с двумя Intel Xeon E5-2695). Piz Daint обеспечивает производительность в тесте Linpack 21,2 Пфлопс, что помещает его в первую десятку самых мощных суперкомпьютеров в мире согласно последнему рейтингу Top500.

Используя COSMO и Piz Daint, исследователи создали климатические проекции большей части Европы (включая районы Скандинавии, Средиземноморья и Африки) со сверхточным разрешением 2,2 км. Более высокое разрешение позволило исследователям сделать новые прогнозы, например, что ежечасные осадки будут увеличиваться по интенсивности на 7 % на каждый градус повышения температуры. «В Европе нас в первую очередь интересуют кратковременные проливные дожди, поскольку они часто случаются летом», — сказал Шер. Основываясь на результатах моделирования, он сообщил, что «водная инфраструктура должна быть адаптирована к более частым и сильным дождям».

Еще одним важным элементом нового моделирования была более точная оценка альбедо, показателя, характеризующего отражательную способности поверхности предмета. Более точное представление облаков (которые имеют относительно высокое альбедо) с помощью нового моделирования помогло исследователям более точно измерить их общее альбедо и продемонстрировать, что даже небольшие различия в этих значениях могут иметь колоссальные последствия.

Как отметил Шер, учёным «предстоит пройти ещё долгий путь». Даже с учётом резкого увеличения разрешающей способности моделирование климата было ограничено Европой. Для действительно точной модели глобального климата оно должно охватывать весь земной шар.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1021024
29.01.2020 [18:29], Сергей Карасёв

Видео дня: суперкомпьютер Kay смоделировал изменение климата Земли до 2100 года

Ирландский центр высокопроизводительных вычислений (Irish Centre for High-End Computing, ICHEC) завершил всестороннее моделирование возможных изменений климата в глобальном масштабе. Речь, в частности, идёт о росте температуры, изменениях ледового покрова и уровня осадков.

Отмечается, что 2019-й стал вторым самым жарким годом в истории наблюдений, уступив только 2016-му, когда средняя температура была выше на 0,04 градуса Цельсия. В таких условиях моделирование климата поможет понять, что ожидает человечество в ближайшие годы.

Специалисты ICHEC выполняли работы на установленном в центре суперкомпьютере под названием Kay. Эта система обладает производительностью на уровне 665 Тфлопс.

Платформа Kay объединяет 336 узлов на базе Intel Skylake со 192 Гбайт оперативной памяти; 16 узлов Intel Knights Landing; шесть узлов с процессорами Intel Skylake и 1,5 Тбайт оперативной памяти; 16 узлов с ускорителями NVIDIA Tesla V100 и другие компоненты.

Полученные в ходе моделирования результаты включают примерно 500 Тбайт данных, которые доступны научному сообществу. Рядовым же пользователям предлагается ознакомиться с визуализациями изменений климата, которые мы приводим в этом материале. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/1002537
14.06.2019 [15:42], Сергей Карасёв

Суперкомпьютеры NOAA научатся лучше предсказывать погоду и климат

Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) сообщило о комплексном обновлении Глобальной системы формирования прогнозов погоды (Global Forecast System, GFS).

Речь идёт о внедрении нового динамического ядра — Finite-Volume Cubed-Sphere (FV3). Это первый подобный апгрейд GFS за последние сорок лет.

На протяжении нескольких лет Национальная метеорологическая служба США (NWS) последовательно совершенствовала свои аппаратные ресурсы. Так, вычислительная мощность суперкомпьютерных систем увеличилась с 776 терафлопсов (триллионов операций с плавающей запятой в секунду) в 2012 году до 8,4 петафлопса (квадриллиона операций с плавающей запятой в секунду) в 2018 году. Столь же ощутимый прирост показала и вместимость массивов хранения данных.

Эти приготовления были необходимы для внедрения нового динамического ядра. Система FV3 будет отвечать за моделирование ветров и изменений давления воздушных потоков. Ожидается, что новое ядро позволит значительно повысить точность прогнозов погоды. Это касается в том числе штормов и циклонов.

Внедрение FV3 также должно помочь Соединённым Штатам в укреплении позиций на мировом рынке платформ моделирования климата. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/989209
Система Orphus