風雨可以不正經,但天氣預報還是要精準

近期，新聞報導英國政府將撥款12億英鎊，用於研發新一代超級計算機，以便在2022年獲得全球性能最強的天氣預報超算。消息一經發出，便迅速在網絡上引起了熱議，網友紛紛評論表示疑問：計算機種類這麼多，為啥只獨寵超算一人？超算和八竿子打不著的天氣預報有啥關係呢？

在搞懂這些問題之前，我們先要了解超算是什麼。其實超算指的就是能夠執行一般個人電腦無法處理的大量資料並進行高速運算的電腦。與普通的計算機相比，超算具有極大的數據存儲容量和極快速的數據處理速度，所以它可以在多種領域執行人類或者普通計算機無法實現的工作。

不難想像，航天、勘探、生命科學等各種「高精尖」的領域都離不開超算。不過，超算也有最貼近生活的一面，天氣預報就是超算應用最廣泛的領域之一。

現代天氣預報有五大組成部分——收集數據、數據同化、數值天氣預報、輸出處理以及展示：

氣象數據來源於地面觀測站和氣象衛星；

數據同化是指將採集到的數據與預測模型結合在一起，對當前大氣狀態——溫度、溼度、氣壓、風速、風向等——進行氣象分析；

數值天氣預報則是超算大顯身手的環節。它將當前大氣狀態的數據作為已知條件，運用一組涉及到物理學和流體力學的複雜方程組，求解未來的大氣變化。這個方程組有多複雜呢？只有超算強大的數據處理和高速運算，才能夠在短時間內執行這一工作！

事實上，在氣象事業發展之初，天氣預報以天氣圖為主要工具，填圖員需要把數以萬計的數據一個個填在天氣圖上，再進行手工分析，這種預報在精準度和時效方面都受到了極大限制。在1950年計算機模擬出現之後，數值天氣預報才進入了一個具備現實意義的階段；而隨著超算的不斷升級，更加智能化的數值天氣預報為預報員提供了重要參考。

我國的天氣預報事業也離不開超算的助力，從上世紀80年代最初的水平解析度300公裡精確到現在水平解析度3公裡，一個日益智能化、精確化的預報系統正在逐步形成。

輸出處理則是運用統計學的原理、結合其他模型來減少預測的誤差；

展示——這就到了我們日常能夠讀懂的天氣預報界面了。

儘管天氣預報還受觀測數據的質量、模型本身的準確性等限制，但隨著超算不斷提升計算能力，也許能夠輔助解決這些問題。

國內超算比較具有代表性的企業是聯想集團。它在這一領域積累了長達10多年的豐富經驗，擁有齊全的產品線和嚴格的質量控制體系，具備超級計算機研製和生產的堅實基礎。據2019年11月19日，TOP500組織發布的最新全球超級計算機TOP500榜單中顯示，在全球浮點運算性能最強的500臺超級計算機中，聯想集團製造的超算入圍174臺，數量遠超其他廠商，再次名列全球高性能計算提供商份額第一名。榜單中同時顯示，在全球最強10臺超算中，聯想集團研製的超算「SuperMUC-NG」位列第九，實力可見一斑。

藉助超算技術優勢，聯想也正在加速與行業的融合。目前，聯想已為科研、航天、氣象、汽車、生命科學等多個領域提供了解決方案。在載人航天領域，聯想超算曾為「神舟十號」和「神舟十一號」等載人航天發射任務提供了強大的技術保障，穩定、高效地承載了大量重要的計算任務；在智能製造領域，聯想超算為長城汽車提供了從前端到後端的完備保障，實現了資源最充分利用，保障研發與生產效率，推動了中國汽車產業發展。

在氣象領域，聯想超算還為馬來西亞的氣象局提供了技術與設備的支持。如今，馬來西亞氣象局可在三小時內以1公裡的解析度運行該模型進行七天的天氣預報，這意味著它能夠有更多的時間在發生熱帶氣旋、龍捲風、閃電和暴雨洪災等惡劣天氣或自然災害時發出預警，為居民的安全出行上了一條「保險槓」。

伴隨著超算技術的快速發展，我們也許就能根據一個月之後的天氣狀況制定出遊計劃，航天發射也足以準確找到合適的時間，無論身在地球的哪個角落，天氣預報都可以實時「讀懂」我們周圍的溫度。