今冬的第一場雪(圖片來自互聯(lián)網(wǎng))

在供暖之前，北京市氣象局通過氣象預(yù)測了解到11月3日至11月7日期間可能出現(xiàn)寒流，因此市政府決定將2012-2013年采暖季居民供熱時間提前至11月3日24時。不得不說，彈性的供暖制度更加人性化，但這有個前提：預(yù)測的準確性。因此別忘記幕后的功臣—準確預(yù)測到寒流將至的HPC系統(tǒng)。

天體情況的變化自古就影響著民生大計，“草船借箭”的故事給諸葛亮博得“神機妙算”的千古美名。如今，“神機妙算”的重任由HPC接任，最常用到超級計算機的領(lǐng)域要數(shù)氣象預(yù)測、地震預(yù)測、碰撞試驗、石油勘探、生命科學(xué)等研究。氣象預(yù)測是氣象科學(xué)中發(fā)展最為迅速的一個重要組成部分，他所研究的大氣運動關(guān)系到區(qū)域重要災(zāi)害性天氣的生消。所得出的預(yù)測結(jié)果源于兩方面，一方面應(yīng)用衛(wèi)星、雷達、風廓線儀和自動觀測站等一系列新的探測工具，獲取觀測實時數(shù)據(jù);另一方面通過數(shù)值模式，對天氣變化過程進行深入的模擬研究和預(yù)報試驗。無疑，超級計算機擔負著模擬計算的重任。

超級計算機通常是指由數(shù)百數(shù)千甚至更多的處理器組成、能計算普通PC機和服務(wù)器不能完成的大型復(fù)雜課題的計算機。因此是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機系統(tǒng)，多用于尖端科技領(lǐng)域。

IBM System p575集群(圖片來自互聯(lián)網(wǎng))

北京氣象局07年引進了IBM超級計算機來進行天氣預(yù)報和空氣質(zhì)量控制工作，型號為IBM System p575，整套系統(tǒng)有1280顆CPU的高性能計算機，峰值浮點計算能力達到每秒9.8萬億次(TFlops)。當時為了應(yīng)對08年奧運會時期準確的預(yù)測天氣情況，之后服役于氣象局，提供更加精確的北京地區(qū)天氣預(yù)報。該系統(tǒng)能夠覆蓋4.4萬平方公里的區(qū)域，可為每平方公里按小時提供數(shù)字天氣預(yù)報、空氣質(zhì)量預(yù)報等，多年的風風雨雨，可謂功不可沒。

桑迪颶風席卷前后航拍對比圖(圖片來自互聯(lián)網(wǎng))

彈指間到了2012的尾聲，無論是否世界末日，但全球各地災(zāi)害頻發(fā)卻是不爭的事實。美國東海岸地區(qū)遭受颶風桑迪的肆虐，造成不小的影響，雖沒有什么方法能消除天氣的威脅，但對可能會出現(xiàn)的天氣威脅作出準確的預(yù)測，贏得應(yīng)對時間卻是非常重要的。世界上最快的氣候研究超級計算機黃石 (Yellowstone)，已于最近的上線，被安放在美國國家大氣研究中心的懷俄明州超級計算中心，每秒鐘運算速度可達1500萬億次，主要用途是對實體系統(tǒng)進行數(shù)值模擬，比如大氣和海洋等，今后該區(qū)域的天氣預(yù)測將會變得準確得多。黃石擁有100個互相連通的機柜，其并行處理器總數(shù)為74592個，是全球運行速度最快的25臺超級計算機之一。

世界上最快的氣候研究超級計算機 黃石(Yellowstone)系統(tǒng)

大氣運動是一個相當復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，受到海陸分布、地形和下墊面條件的影響，甚至人類活動都會對大氣運動的規(guī)律性帶來一定的影響，這無形中也增加了預(yù)測的難度。正因如此，對暴雨的預(yù)測遠比對寒流來襲的預(yù)測難度大得多。我國算是超算大國卻算不上是超算強國，其差異在于應(yīng)用程序不完善，軟件發(fā)展遠不及硬件發(fā)展的水平?？梢钥吹剑瑖鴥?nèi)正有不少組織機構(gòu)或是廠商在努力推進在HPC領(lǐng)域的研究以及HPC人才的培養(yǎng)。又是一個預(yù)測出會有雨雪的周末，希望能更多地看到 HPC服務(wù)于生活，為寒冬增暖;更希望明年的雨季不會出現(xiàn)因“62年不遇的特大暴雨”難以預(yù)料而遭受人身財產(chǎn)損失。

zhaohang

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