如何提前预知飘忽不定的天气?智能超算告诉你!

2020-06-03 10:38:49 朱明劲 14

近几年,智能超算的充分利用,在气象气候预测方面,准确率都已达到80%以上,为大家的安全出行提供很大的便利。智能超算如何在气候领域起到神助攻?


一、智能超算在预测天气中的应用


就这段时间以来,我国中东部地区的降雨不少,比如北方的华北东北,冷涡不断让一些地方频繁的遭遇雷雨侵扰,山东等地甚至连续出现大冰雹,而南方,华南多地最近才刚刚遭遇了百年一遇的猛烈暴雨,广州、东莞多地一度看海,低洼地带洪水泛滥成灾。但即便如此,目前我国南方多地的降雨仍然呈现偏少趋势——从中国气象局国家气候中心的监测数据上看,我国秦岭淮河以南很多地方过去30天的降雨呈现偏少趋势。


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那么长江中下游地区的梅雨期什么时候来?虽然这段时间副热带高压仍然徘徊在华南沿海一带,没有明显北抬的迹象,但随着季节更替的进行,东亚大陆的大气环流的确是要调整了——智能超算预测中认为,在本周末前后,西太平洋副热带高压将迎来一次北抬过程,副热带高压北侧边缘甚至可以抵达浙江南部附近,这种变化将极大的推动季风北抬,而副热带高压边缘的暖湿水汽也要和南下的冷气团对撞,从而在我国江南一带形成雨带,这可能会是梅雨带!


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目前我国还没有台风的迹象,但是似乎印度洋比较活跃——1号台风黄蜂生成后,北印度洋孟加拉湾则生成了个更加强大的气旋风暴安攀,一度成为2020年以来北半球最强热带气旋,并且给印度和孟加拉国带来了严重灾难。

景派科技丨超算丨HPC

智能超算的预测认为,在超强气旋风暴安攀后,同属于北印度洋的阿拉伯海似乎也有活跃起来的迹象,在未来10天,可能有两个气旋风暴生成并发展,其中一个位于阿拉伯半岛附近,另一个位于印度西部沿海,其中印度以西海域的气旋风暴发展得可能还会特别强大。

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二、智能超算如何在气候领域起到神助攻?


在观测资料的收集和分析,以及数值天气预报这两个天气预报的关键环节中,超算扮演着至关重要的角色。

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具体来讲,首先,大气观测数据来源于地基、空基观测。地基观测主要包括常规气象观测台站进行的气温、气压、湿度、风等的观测,以及运用雷达获得雷达回波信息。空基观测则主要是利用极轨卫星和静止卫星获取卫星辐射率信息。将纷繁复杂的观测资料梳理得井然有序,再与常规数据进行组合,调整为最接近真实情况的大气状态,这都需要智能超算提供大力支持。

其次,在获得地球大气观测数据后,气象部门将根据大气当前状态与周边环境,求取未来等间隔时间点的天气要素值,从而获得未来天气状态。

以人们比较关注的台风为例,通俗地讲,就是把大气和台风运动,用一组大气运动方程组描述出来,气压、风、温度、湿度等数据是方程组的已知条件,天气系统的变化(包括台风运动、强度的变化等)是方程的未知数,计算这个庞大的方程组单靠人力很难完成。


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在这个过程中,需要对地球表面的大气进行立体网格化处理。网格越细,预报的精度越好。

就我国自主研发的GRAPES数值天气预报模式来讲,目前中国大地上均匀分布有近400万个格点需要进行数值计算。没有超级计算机,这些工作根本无法在有限的时间内顺利完成。

气象事业发展之初,制作天气预报以天气图为主要工具,需要填图员把数以万计乃至数十万计的数据、符号一个个填在天气图上,再由预报员进行手工分析。这种预报结论有很强的主观性,预报精准度和时效受到了极大限制。

数值天气预报的出现,很快成为预报员们做出更为客观准确的天气预报的重要参考。随着数值预报技术和
高性能计算的发展,我国的现代化数值天气预报业务于上世纪80年代正式开展。


景派科技丨超算丨HPC

还是以台风为例,正是有了智能超算、风云卫星等高科技手段的支撑,近年来,我国台风路径预报24小时误差稳定在70公里左右,各时效预报全面超过美国和日本,达国际领先水平。同样,降水、雷电、雾-霾、沙尘等预报预测准确率也整体得到提升


“一公里内”精准预报未来可期

准备旅游,未出门就收到目的地的天气预报;要滑雪,可随时了解风向、积雪深度等各种天气指数;骑上共享单车,从APP里就能轻松获知沿途天气情况……相信很多人都对这种精准的气象服务充满期待。


三、如何搭建科研版的气象超算平台?

 科研版气象超算平台需满足4大要求: 

1、  气象云数据平台

2、 AI气象预测 

3、 气象图谱

4、  气象多维数据整合

气象预测的研究需要精准的计算,除了大量数据计算,还有云数据整合计算。对此,我们针对气象气候学的研究学者,推荐2U机架式服务器--景派R22FL超算平台


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景派R22FL超算平台


景派R22FL超算平台2U机架式服务器
支持2颗英特尔至强最新可扩展处理器
配有先进的 DDR4 内存,多达 3TB 的容量
可扩展至12个3.5″ SATA/SAS热插拔硬盘
提供5个PCI-E3.0扩展插槽
可选配外接千兆、万兆网卡


经过系统搭建后的超算平台,有3大优势

1、针对性设计,处理效率高;

2、一站式大数据集成,包罗万象;

3、全流程可视化的配置和管理。


景派R22EL超算平台是景派科技推出的一款2U服务器产品,它采用IntelC622高性能芯片组,Intel® Xeon® Scalable系列处理器,该机型最多支持内存容量3TB,支持12块3.5寸热插拔+2块2.5寸后置硬盘,并可灵活扩展全高半长的PCI-E设备。高集成度的设计在有限空间内带来强劲的性能表现足以支撑关键任务的运行。R22EL提供先进的管理功能和存储技术,具有可靠的可扩充性和高可用性。


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