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原来是这样的,天气是这样被超算“算计”

2020-09-02 16:13   来源: 互联网

不久前,英国政府宣布拨款12亿英镑(约合102亿元人民币),用于开发新一代超级计算机,以实现2022年世界上最强大的天气预报。


谈到超级计算,人们自然会认为它被用于太空、探索、生命科学等"一流"领域。然而,鲜为人知的是,似乎与超级计算不符的天气预报,也是超级计算应用最广泛的领域之一。


数据收集和数值预报


超级助攻是一次强有力的助攻。


超计算"在观测资料的收集和分析以及数值天气预报中起着至关重要的作用,这是天气预报的两个关键环节。"中国气象局数值预报中心高级工程师关成功。


具体来说,大气观测数据首先来源于基础、空间观测。地面观测主要包括常规气象观测站进行的气温、气压、湿度和风的观测,以及雷达获取的雷达回波信息。天基观测主要利用极地卫星和地球静止卫星获取卫星发射率信息,超级计算机有必要对复杂的观测数据进行有序的组合,并与常规数据相结合,使其适应最接近实际情况的大气状态。


第二,气象部门在获取地球大气观测资料后,将根据大气及周围环境的现状,在未来同时获取气象要素,以获得未来的气象状况。"注意取得成功。


以人们关注的台风为例,一般来说,大气和台风的运动都是用一组大气运动方程描述的,气压、风、温度、湿度等资料是方程的已知条件,天气系统的变化(包括台风运动、强度变化等)是方程的未知数,单靠人工计算这个庞大的方程系统是困难的。


在此过程中,必须对地表大气进行立体网格化处理。网格越细,预测精度越高。


就我国发展的葡萄数值天气预报模型而言,我国目前已有近400万点阵点均匀分布于地球上。没有超级计算机,这些任务就无法在有限的时间内顺利完成。中国气象局数值预报中心副主任沈学顺补充说。


中国气象事业是手工绘制的


智能预测


在气象产业发展之初,天气预报是以天气图为主要工具进行的,制图人员必须逐一在气象图上填写几万甚至几十万的数据和符号,然后由预报人员进行人工分析,这一预测结论非常主观,预测的准确性和局限性很大。


数值天气预报的出现,很快就成为预报人员进行更客观、更准确天气预报的重要参考。随着数值预报技术和高性能计算机的发展,我国现代数值天气预报业务于20世纪80年代正式开展。


一个初始水平分辨率为300公里到现在水平分辨率为3公里的数值预报系统不能与高性能计算机分离。目前,我国自行开发的数字天气预报系统--葡萄系列预报系统,日夜运行在"饼-曙光"上。它在我国的天气预报水平方面赢得了更多的赞誉。"说到这一点,他为自己的成功感到自豪。

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以台风为例,它得到了超级计算机、风云卫星等高科技手段的支持。近年来,我国台风路径预报的24小时误差稳定在70公里左右,每一次限时预报都完全超过美国和日本,达到国际领先水平。同样,降水、闪电、雾雾、沙尘的预报精度也有了整体提高。


准确预测"1公里内的未来前景


出门前准备旅行,了解目的地的天气预报;滑雪时,你可以随时了解风向、积雪深度和其他天气指标;骑一辆共享自行车,你可以很容易地从APP了解沿途的天气情况。我相信很多人都期待着这种精确的气象服务。


沈学顺说,随着数值天气预报和高性能计算的协调发展,区域内数值预报的精度将进一步提高。"未来,全球预报的模式分辨率将达到3至5公里,区域或地方预报的模式分辨率将达到100至1000米。


这意味着,无论你所在城市的哪个角落,你得到的天气预报都是一公里或更少。届时,天气预报将为社会经济发展和人民生命安全提供更有力的保障,"他说。沈学顺对此充满信心。




责任编辑:萤莹香草钟
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