Суперкомпьютеры помогают прояснить картину климата

Недавние достижения в области суперкомпьютерных вычислений расширяют возможности климатического моделирования, одновременно обнажая сложные вопросы о фундаментальных процессах на нашей планете и в атмосфере.

До недавнего времени ученые-атмосферники могли получить лишь размытую картину взаимодействия механизмов, определяющих эволюцию климата Земли. Даже передовые компьютеры, способные выполнять сотни триллионов операций в секунду, такие как суперкомпьютер Intrepid (IBM Blue Gene/P) в Аргоннской национальной лаборатории, представляли сложность природы в упрощенном виде. Развитие еще более мощных петамасштабных и эксамасштабных суперкомпьютеров, способных на квадриллионы и в перспективе квинтиллионы операций в секунду, начинает менять правила игры в климатологии.

Это важно, потому что лучшие современные проверяемые климатические модели оперируют данными, представляющими области в сотни и тысячи квадратных километров. Например, площадь, сравнимая с озером Мичиган, в них представлена всего одной или двумя точками данных. Новые суперкомпьютеры, способные обрабатывать огромные объемы данных, впервые позволяют ученым из Аргоннской лаборатории и других институтов мира создавать модели с разрешением вплоть до одного квадратного километра.

«С большинством старых моделей вы не можете видеть облака, не можете видеть эффекты городов и можете обрабатывать лишь небольшой диапазон типов рельефа и растительности, — сказал Рик Стивенс, руководитель работ Аргоннской лаборатории в области вычислений, окружающей среды и наук о жизни. — Переход к пета- и эксамасштабным вычислениям представляет нам как возможность, так и вызов: найти способ включить реальную, сложную физику и биологию, которые наша технология долгое время заставляла нас упрощать».