如果你看过英特尔最近的商业广告,你可能会问,什么是超级计算机,科学是如何使用它的?
超级计算机是非常强大的校车大小的计算机。它们的庞大规模来自于这样一个事实:它们由数十万(有时是数百万)处理器核心组成(相比之下,你的笔记本电脑或台式电脑运行一台。)由于这种集体计算能力,超级计算机非常强大。超级计算机的存储空间容量在40 PB或500 TB左右,这并非闻所未闻。你认为你的11万亿次浮点运算(每秒万亿次运算)的Macbook速度快吗?一台超级计算机的速度可以达到数十个petraflops,即每秒几十亿次运算!
想想你的个人电脑能帮你做什么。超级计算机也执行同样的任务,只有它们强大的能力才能让大量的数据和过程被研究和操作。
事实上,你的天气预报是可能的,因为超级计算机。
世界各地的气象卫星、气象气球、海洋浮标和地面气象站每天每小时都会记录数十亿次的天气观测。超级计算机为这一波天气数据的收集和存储提供了一个家。
超级计算机不仅存储大量数据,还处理和分析这些数据以创建天气预报模型。对于气象学家来说,天气模型是最接近水晶球的东西;这是一个计算机程序,可以“模拟”或模拟未来某个时候大气的状况。这些模型通过求解一组控制现实生活中大气行为的方程来实现这一点。通过这种方式,该模型能够在大气实际发生变化之前,对大气可能发生的变化进行近似(正如气象学家喜欢做高等数学一样,比如微积分和微分方程……模型中使用的方程非常复杂,手工求解需要几周或几个月的时间!另一方面,超级计算机可以在一小时内近似求解。)这种使用模型方程对未来天气条件进行数值近似或预测的过程称为数值天气预测。
气象学家在建立自己的预测时,使用预测模型输出作为指导。输出数据让他们了解了目前在大气层各个层面上发生的事情,以及未来几天可能发生的事情。预报员在发布预报时会考虑这些信息以及他们对天气过程的知识、个人经验和对区域天气模式的熟悉程度(计算机无法做到这一点)。
世界上一些最流行的天气预报和气候监测模型包括:
现在,由于国家海洋和大气管理局(NOAA)超级计算机的升级,美国的环境情报能力比以往任何时候都要好。
美国国家海洋和大气管理局的计算机名为“月球”和“浪涌”,是美国速度第18快的计算机,也是世界上100台最强大的超级计算机之一。这对超级计算机双胞胎都拥有近50000个核心处理器,峰值性能速度为2.89 PB,每秒处理多达300亿次运算(资料来源:“NOAA完成天气和气候超级计算机升级”,NOAA,2016年1月。)
此次升级的价格为4500万美元——这是一个很高的数字,但对于新机器向美国公众提供更及时、更准确、更可靠、更详细的天气预报来说,这是一个很小的代价。
我们的美国天气资源最终能否赶上著名的欧洲模式——英国的bullseye精确模式,该模式拥有240000个核心,使其能够在2012年飓风桑迪袭击新泽西海岸线前近一周准确预测飓风桑迪的路径和强度?
只有下一场暴风雨才能说明一切。
天气预报vs手表 在新气象局的许多气象学家使用的术语中,天气咨询和观察之间的区别使公众感到困惑。国家气象局(NWS)致力于为全国人民提供天气条件,以防止给他们带来不便,并保护生命和财产的损失。这项服务发布...
...来24小时内可能发生的天气状况。 •咨询为您提供信息,帮助您制定一天的计划,而警告需要您立即采取行动。 Justin1569《龙卷风》(CC by-SA 3.0) img.centered,.aligncenter{display:block;margin:0 auto 24px}.gallery-caption,.wp-caption-text{font-...
也许你是个业余气象学家,或者你只是想掌握天气预报。无论是哪种情况,使用气象站都可以让你在智能**、电脑或设备显示器的舒适性下获得一些最准确的预报。 ...
...碎的工作,这些工作需要大量的人和无数的时间。例如,气象学家就是通过这些机器,能够比较大量定期变化的变量(温度、风速、大气压力、湿度等),从而创建准确的天气模型并提供预报。 ...
...必须处理来自气象站的高达100兆字节的数据,并在昂贵的超级计算机上运行数小时。 谷歌软件工程师Jason Hickey在博客中写道:“如果计算一个预测需要6个小时,那么每天只能运行3-4次,结果是基于6个多小时的旧数据进行预测...
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一台采用国产芯片技术**的中国超级计算机被宣布为世界上速度最快的计算机。这则消息突显了中国在**此类系统方面的最新进展,以及中国对美国半导体技术的依赖正在减弱。 泰荷莱特的速度是93千兆...
...而积累的大量数据集。例如,气象公司刚刚宣布其当地的超级天气预报员“深雷”,该公司利用机器学习通过历史天气报告进行嘎吱嘎吱作响,以预测未来的天气状况。 但大数据和机器学习只是笛卡尔方程的一个侧面。 ...
...宾夕法尼亚州立大学气象和气候风险解决方案中心主任、气象学家戴夫·蒂特利说,在过去的10到15年里,全球气候系统已经变得“非常好”。上世纪80年代,蒂特利曾为美国海军做过台风预报,他说,三天的预报偏离1000英里并不...
关键区别:计算机是一种通用可编程机器,它根据一组指定的指令执行算术和逻辑运算。超级计算机是具有最佳处理能力的计算机,因此比其他类型的计算机贵。 许多人用不同的方式定义了计算机。然而,它们都指的是一台已...