颶風預測 揭秘最快氣候研究「黃石」超算

2020-12-14 中關村在線

  隨著颶風「桑迪」的肆虐,人類對於氣候變化帶來的影響再一次重視。在過去40年時間裡,美國科學家一直都在依靠國家大氣研究中心(NCAR)及其複雜的計算機模型來作出各種天氣預測。從資料了解,隨著黃石(Yellowstone)——這是世界上最快的氣候研究超級計算機問世,被安放在國家大氣研究中心將對天氣預測提供全面的支持。

    下面讓我們來走近「黃石」超算,揭開其神秘的面紗。


美國國家大氣研究中心懷俄明州超級計算中心,2012年10月15日正式啟用

    很多用戶會問到超級計算機是什麼?簡單來說那是一種非常強大的計算機,能以不可思議的速度進行運算。據悉世界上最快的超級計算機的運算速度能達到每秒鐘2萬萬億次,相當於全球70億人在每秒鐘的時間裡每人解出300萬個數學方程式。


黃石擁有100個互相連通的機櫃,其並行處理器總數為74592個


超級計算機特點可以實現並行處理

  按照用途的不同,超級計算機能被用來解決實際的商業問題,而黃石超級計算機的主要用途是對實體系統進行數值模擬,比如大氣和海洋等通,通過對地面和天氣觀測數據,所有這些數據從本質上來說就是對地球拍攝的「快照」,被存儲在這臺超級計算機的數據中心裡。

  隨後,計算機模型會使用數學方程式來在時間上向前推進這種「快照」,這些方程式由研究者提供,描述的是大氣和溼度在地球的系統中循環的方式。黃石超級計算機會在數千個處理器之間運行,計算機會判定隨著時間的推移,那些方程式將如何改變初始條件。

相關焦點

  • 英國擬開發「最強大」氣候預測超算
    新華社倫敦2月17日電 (記者孫曉玲)英國政府17日發布新聞公報說,將投資12億英鎊(約合109億元人民幣)開發專用於氣象和氣候預測的世界最強大超級計算機。相關數據將用於政府決策,助力全球應對氣候變化。
  • 青年甘霖:經歷中國超算的多個「首次」
    這個名為「千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬」的項目,是基於我國超級計算機「神威·太湖之光」的應用,其計算效率比美國最新成果高出近1個數量級,可在天氣預報、氣候變化研究等領域發揮重要作用。當時28歲的清華博士後甘霖,是獲獎論文共同通訊作者中最年輕的一員。 領完獎,思緒不禁飄回六年前那個深秋,仿佛有一隻無形的手,一步一步牽引甘霖邁入超算圈。
  • 氣候循環影響颶風變化?美國科學家稱颶風形成速度比30年前快!
    根據美國西北太平洋國家實驗室研究稱,最近幾年來,地球的颶風變化已經比以前強很多(他們說颶風跟我們說的颱風類似),通過數據分析,幾乎是所有強大颶風的特徵就是在形成的過程中迅速加劇,比以前的速度快很多。颶風或者颱風來說,是不可控制的,所以目前也只能作為應對措施來進行實時。科學新的研究表明,現在的颶風比30年前更強烈和更迅速地發生。
  • 今年颶風季所致災難不同尋常!來聽美國科研專家分析
    近日,美國科羅拉多州立大學(CSU)和美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)對本年度的大西洋颶風季進行了梳理分析。  CSU的熱帶氣象項目組專家菲爾·克羅茨巴赫說:「我們之前預測5、6、7月是一個遠高於歷史平均水平的颶風季,而且8月的情況會更糟,活躍的颶風季所帶來的災難不同尋常。」在CSU發布其最初預測7周後,NOAA也發布了預測。
  • 颶風的風速最高能到多少?
    薩菲爾-辛普森颶風等級中的「第5級」沒有上限。但是不存在什麼6級颶風,部分是因為一旦颶風達到了5級,你怎麼稱呼它都無所謂了,它就已經非常非常恐怖了。颶風等級開始是「第1級」,風速119到153公裡/小時的都算這一級別。
  • 30年來最強颶風席捲美國東海岸,災民重新認識氣候變化
    在颶風「佛羅倫斯」侵襲的重災區美國北卡羅來納州,一場對氣候變化的重新認識正在悄然進行。颶風「佛羅倫斯」於當地時間9月13日登錄美國東海岸,是美國30年來最強颶風。據美國國家氣象局稱,「佛羅倫斯」在當地時間14日7時15分由北卡羅來納州賴特維爾海灘附近以1級颶風的形式登陸後,在北卡羅來納州和南卡羅來納州的部分地區帶來多達40英寸的降雨和災難性的洪水。在美國,不管是颶風、暴雨、雪災還是高溫,每次極端天氣狀況發生都會有人問:氣候變化是否是造成極端天氣事件的罪魁禍首?
  • 美加州新起火點分析:氣候變遷「火上澆油」 造成損失超190億美元
    美加州新起火點分析:氣候變遷「火上澆油」 造成損失超190億美元  Evelyn Zhang • 2018-11-14 09
  • 黃石超級火山群還會爆發嗎?研究發現,黃石火山群的爆發力在下降
    在風景如畫的美國懷俄明州黃石國家公園底下,潛伏著世界上最大、最具破壞性並且仍處於活躍狀態的超級火山群。在過去的1600萬年裡,這個巨大的超級火山群至少噴發了10次,這些噴發事件永久性地改變了北美的地貌,周期性地扭曲了地球的氣候。在每一次噴發中,噴湧而出的火山灰都向世界的每一個角落蔓延,遮天蓋日,對整個地球的環境產生了不同程度的影響。
  • 美國氣候預測中心稱拉尼娜現象正式形成 恐引發更嚴重火災和風暴
    導致美國加州山火肆虐、路易斯安那州遭遇160年來最嚴重颶風的極端氣候,有可能還會進一步惡化。
  • 美國颶風的分級標準是什麼
    [來源:環球時報]   美國颶風的分級標準是什麼  颶風「卡特裡娜」日前襲擊美國。氣象專家預計「卡特裡娜」會造成100萬居民流離失所。專家把此次颶風定為四級。颶風的分級標準是什麼,颶風與颱風有何區別,今年的颶風是不是歷史上強度最大的,颶風會不會增多或增強呢?  美國把颶風分五級  美國國家颶風中心的資料顯示,颶風與颱風只是同一種氣候現象在不同地方的不同稱呼。熱帶氣旋按其中心附近的風速分級,風速在17米/秒以下的熱帶氣旋稱為熱帶低壓,17米/秒—33米/秒的稱為熱帶風暴。
  • 我國氣候預測模式邁向世界先進
    防災減災、應對氣候變化的更好支撐  氣候模式是開展氣候預測的客觀工具和手段。1995年起,國家氣候中心啟動我國第一代季節氣候預測以及月動力延伸氣候預測業務系統研發,2005年投入業務化運行。如今,第三代氣候模式,即次季節-季節-年際尺度一體化氣候模式預測業務系統 (下稱BCC-CPSv3系統)全部研製完成。
  • 澳大利亞大堡礁地區受到氣候變化和颶風的破壞,不可能恢復
    歷時近一個世紀、歷時最長的珊瑚礁調查完成後,科學家們發現,澳大利亞大堡礁的一些棲息地已經「完全消失」——人為氣候變化是部分原因。發表在雜誌上的這項研究報告的作者稱,自1928年以來,大堡礁北部低地周圍的55英畝(約0.45公頃)珊瑚礁發生了重大變化,不太可能恢復到原來的狀態。
  • 南信大氣候系統預測為你揭秘
    12月10日,國家自然科學基金氣候系統預測基礎科學中心正式在南京信息工程大學掛牌,這也是落地我省的首個國家自然科學基金基礎科學中心。
  • 北半球檯風和颶風的九星連珠怪異現象,氣候變遷的警醒燈
    現在北半球東部大陸是以超強狂暴颱風山竹為首,西部大陸是以怪獸颶風弗洛倫斯為首,這幾個風暴幾乎在北半球同時形成,而且在北半球幾乎形成了一條直線。他由於受到風暴潮的影響,會形成巨大的風牆,而且他的最大時速已經超過200千米每小時,力量巨大,還會帶來巨大的降雨量,大批人員已經撤離,而且最恐怖的是,颶風的沿途會經過核電站,是否能抵抗住颶風的幹擾還是一個未知數。
  • 「山竹」算什麼 九個颱風颶風正在全球「包郵」
    跨過中美洲之後,位於美國佛羅裡達州下方的熱低壓「95L」,後面就是超級颶風「佛羅倫斯」,其後方還有兩個颶風「艾薩克」(Isaac)及「海蓮」(超級颶風「佛羅倫斯」,已經造成美國東部11人死亡——即便已經提前疏散4個州居民。
  • 美氣象學家:更多強颶風或將襲美 預報難度加大
    美東數千萬民眾在不安和焦慮中等待著颶風「光臨」。  中新社記者日前在世貿中心7號樓採訪了多位美國氣象學家,他們就此次颶風的有關問題以及未來颶風的發展趨勢與記者展開了對話。  他說,監控颶風的動向是一項非常複雜的科學活動,由於決定颶風變化的因素太多,需要有大量數據和合理的模型作支撐,但目前連洛斯阿拉莫斯實驗室都不能保證預測的準確度,甚至在預測颶風的路徑上也無法做到精確。蓋提卡在實驗室研究氣象信息和情報,是美國氣象數據的資深科學家。
  • 研究稱氣候變化導致海豚易患淡水皮膚病
    近日的一項新研究發現,氣候變化導致的暴雨頻率和嚴重性的不斷增加,可能在其中扮演了重要的角色。由於海水鹽度的變化,在沿海地區生活的海豚種群,變得更易受到這種「淡水皮膚病」的影響。研究配圖 - 1:案例地點氣候變化正在重塑地球的天氣系統,新世界的人們正在經歷越來越強的風暴。
  • 美國黃石公園地表下,埋藏著足以毀滅人類的力量
    災難片《2012》中,世界末日開始於黃石火山爆發,這並不是導演空穴來風的假想,它極有可能成為現實。越美麗的東西往往越危險,黃石超級火山也不例外。黃石國家公園火山口是世界上最大的超級火山,也是世界上最大的活火山。
  • 他們推進我國氣候預測模式,邁向世界先進
    氣候預測結果,是決策者應對氣候變化(溫室氣體減排與氣候變化適應)的重要參考。作出準確的氣候預測,對於更好地應對氣候變化,對於超前調配資源做好防汛工作、保障糧食安全、開展大氣汙染防治工作等等,都具有重要的意義。氣象工作者,已為發展獨立自主的氣候預測模式付出數十年努力。
  • 為什麼隨著氣候變暖,極端降雨越來越多?
    甚至在「佛羅倫斯」登陸之前,紐約石溪大學的一個研究小組就預測,颶風帶來的最強降雨將比人類沒有使地球變暖的情況下多帶來至少50%的降水。極端降雨,連同洪水、山體滑坡和其他造成的破壞,是全球最致命的天氣事件。今年,印度喀拉拉邦的暴雨造成470多人死亡,日本西南部的洪水導致200多人死亡。在美國,洪水、強風暴和熱帶氣旋佔11個自然災害中的9個,迄今為止已經造成了10億美元損失。