Als je deze recente Intel-commercial hebt gezien, vraag je je misschien af, wat is een supercomputer en hoe gebruikt de wetenschap deze?
Supercomputers zijn extreem krachtige computers in schoolbusformaat. Hun grote omvang komt van het feit dat ze bestaan uit honderdduizenden (en soms miljoenen) processorkernen. (Ter vergelijking: uw laptop of desktopcomputer wordt uitgevoerd een.) Als gevolg van deze collectieve rekencapaciteit zijn supercomputers enorm krachtig. Het is niet ongebruikelijk dat een supercomputer een opslagcapaciteit heeft in de buurt van 40 petabytes of 500 tebibytes RAM-geheugen. Denk je dat je 11 teraflop (triljoenen bewerkingen per seconde) Macbook snel is? Een supercomputer kan snelheden bereiken van tientallen petraflops—dat is het aantal handelingen per seconde!
Denk aan alles wat uw pc u helpt. Supercomputers doen dezelfde taken, alleen hun kick-up power staat dit toe volumes van te onderzoeken en te manipuleren gegevens en processen.
In feite zijn uw weersvoorspellingen mogelijk dankzij supercomputers.
Waarom meteorologen supercomputers gebruiken
Elk uur van elke dag worden miljarden weerswaarnemingen vastgelegd door weersatellieten, weerballonnen, oceaanboeien en weerstations over de hele wereld. Supercomputers bieden een thuis voor deze vloedgolf van weergegevens die moeten worden verzameld en opgeslagen.
Supercomputers huisvesten niet alleen gegevensvolumes, ze verwerken en analyseren die gegevens om weervoorspellingsmodellen te creëren. Een weermodel komt voor meteorologen het dichtst in de buurt van een kristallen bol; het is een computerprogramma dat modelleert of simuleert wat de omstandigheden in de atmosfeer in de toekomst zouden kunnen zijn. De modellen doen dit door een aantal vergelijkingen op te lossen die bepalen hoe de atmosfeer in het echt werkt. Op deze manier kan het model benaderen wat de atmosfeer waarschijnlijk zal doen voordat het het daadwerkelijk doet. (Zoveel als meteorologen graag geavanceerde wiskunde doen, zoals calculus en differentiaalvergelijkingen... de vergelijkingen die in modellen worden gebruikt, zijn zo complex dat het weken of maanden duurt voordat ze met de hand zijn opgelost! Aan de andere kant kunnen supercomputers oplossingen in slechts een uur benaderen.) Dit proces van het gebruik van modelvergelijkingen om toekomstige weersomstandigheden numeriek te benaderen of te voorspellen, is bekend net zo numerieke weersvoorspelling.
Meteorologen gebruiken de output van het voorspellingsmodel als leidraad bij het bouwen van hun eigen voorspellingen. De uitvoergegevens geven hen een idee van wat er momenteel gebeurt op alle niveaus van de atmosfeer en ook wat mogelijk is in de komende dagen. Voorspellers houden rekening met deze informatie, samen met hun kennis van weerprocessen, persoonlijk ervaring en bekendheid met regionale weerpatronen (iets wat een computer niet kan) om uw probleem op te lossen voorspelling.
Enkele van 's werelds populairste modellen voor weersvoorspelling en klimaatmonitoring zijn onder meer:
- Global Forecast System (GFS)
- Noord-Amerikaans model (NAM)
- Europees centrum voor weersvoorspellingsmodel op middellange afstand (Europees of ECMWF)
Ontmoet Luna en Surge
Nu zijn de mogelijkheden voor milieu-informatie van de Verenigde Staten beter dan ooit, dankzij een upgrade van de supercomputers van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
De computers van NOAA, Luna en Surge genaamd, zijn de 18e snelste in de VS en behoren tot de top 100 van krachtigste supercomputers ter wereld. De supercomputer-tweelingen hebben elk bijna 50.000 kernprocessors, een piekprestatiesnelheid van 2,89 petaflops en verwerken tot 3 miljard berekeningen per seconde. (Bron: "NOAA voltooit upgrades van Supercomputer voor weer en klimaat"NOAA, januari 2016.)
De upgrade komt op een prijskaartje van $ 45 miljoen - een steil cijfer, maar een kleine prijs om te betalen voor de meer tijdige, secuurder, betrouwbaardere en meer gedetailleerde weersvoorspellingen die de nieuwe machines het Amerikaanse publiek bieden.
Zouden onze Amerikaanse weerbronnen eindelijk het gerenommeerde Europese model kunnen inhalen - het bullseye-accurate model van het VK waarvan 240.000 cores leidde ertoe om het pad en de sterkte van orkaan Sandy nauwkeurig te voorspellen, bijna een week voordat het de kustlijn van New Jersey raakte 2012?
Alleen de volgende storm zal het leren.