3 月 19 日訊，前不久,，英國(guó)政府宣布撥款 12 億英鎊（約合 102 億人民幣）,，用于研發(fā)新一代超級(jí)計(jì)算機(jī),，以便在 2022 年獲得全球性能最強(qiáng)的天氣預(yù)報(bào)超算,。

　　這項(xiàng) 12 億超級(jí)計(jì)算機(jī)投資的第二階段預(yù)計(jì)將在 2032 年完成，屆時(shí)可望讓超級(jí)運(yùn)算性能至少再提升 3 倍,。預(yù)計(jì)在整個(gè) 10 年期間,，該超級(jí)運(yùn)算性能的合約價(jià)值約為 8.54 億英鎊，其他成本還包括對(duì)觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的投資,，以及利用超級(jí)計(jì)算機(jī)的功能和計(jì)劃辦公室的營(yíng)運(yùn)成本,。

　　為什么說(shuō)氣象預(yù)報(bào)需要超級(jí)計(jì)算機(jī)？

　　是因?yàn)闅庀笮枰獙?shí)時(shí)處理,、存儲(chǔ),、查詢、分析和統(tǒng)計(jì)海量氣象數(shù)據(jù),。比如從太平洋上空流向大陸的氣團(tuán),，可能要飛行兩到三天才能到達(dá)深圳。深圳市氣象局利用衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù),，在深圳超算中心,，將氣團(tuán)的加速度、邊界條件都計(jì)算出來(lái),，就能夠預(yù)測(cè)氣團(tuán)到達(dá)深圳的時(shí)間與強(qiáng)度,，再根據(jù)華南地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)作出綜合判斷——溫度高就潮一潮，溫度低就變成降雨,，或者是強(qiáng)風(fēng)暴雨,。

　　大規(guī)模與高精度的大氣數(shù)值模式計(jì)算，必須依靠大型的高性能計(jì)算機(jī),。

　　在資料收集和數(shù)值預(yù)報(bào)中超算是強(qiáng)助攻

　　“在觀測(cè)資料的收集和分析,，以及數(shù)值天氣預(yù)報(bào)這兩個(gè)天氣預(yù)報(bào)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中，超算扮演著至關(guān)重要的角色,?！敝袊?guó)氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報(bào)中心高級(jí)工程師管成功說(shuō)。

　　以人們比較關(guān)注的臺(tái)風(fēng)為例,，通俗地講,，就是把大氣和臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)，用一組大氣運(yùn)動(dòng)方程組描述出來(lái),，氣壓,、風(fēng)、溫度,、濕度等數(shù)據(jù)是方程組的已知條件,，天氣系統(tǒng)的變化（包括臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng),、強(qiáng)度的變化等）是方程的未知數(shù)，計(jì)算這個(gè)龐大的方程組單靠人力很難完成,。

　　在這個(gè)過(guò)程中,，需要對(duì)地球表面的大氣進(jìn)行立體網(wǎng)格化處理。網(wǎng)格越細(xì),，預(yù)報(bào)的精度越好,。

　　“就我國(guó)自主研發(fā)的 GRAPES 數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式來(lái)講，目前中國(guó)大地上均勻分布有近 400 萬(wàn)個(gè)格點(diǎn)需要進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,。沒(méi)有超級(jí)計(jì)算機(jī),，這些工作根本無(wú)法在有限的時(shí)間內(nèi)順利完成?！敝袊?guó)氣象局?jǐn)?shù)值預(yù)報(bào)中心副主任沈?qū)W順補(bǔ)充說(shuō),。

　　我國(guó)氣象事業(yè)從手工畫(huà)圖到智能化預(yù)報(bào)

　　氣象事業(yè)發(fā)展之初，制作天氣預(yù)報(bào)以天氣圖為主要工具,，需要填圖員把數(shù)以萬(wàn)計(jì)乃至數(shù)十萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù),、符號(hào)一個(gè)個(gè)填在天氣圖上，再由預(yù)報(bào)員進(jìn)行手工分析,。這種預(yù)報(bào)結(jié)論有很強(qiáng)的主觀性,，預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度和時(shí)效受到了極大限制。

　　數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的出現(xiàn),，很快成為預(yù)報(bào)員們做出更為客觀準(zhǔn)確的天氣預(yù)報(bào)的重要參考,。隨著數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)和高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展，我國(guó)的現(xiàn)代化數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)于上世紀(jì) 80 年代正式開(kāi)展,。

　　“從最初的水平分辨率 300 公里到現(xiàn)在水平分辨率 3 公里的數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng),，離不開(kāi)高性能計(jì)算機(jī)的一路相隨。目前我國(guó)自主研發(fā)的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)——GRAPES 系列預(yù)報(bào)系統(tǒng)已在“派 - 曙光”上日夜兼程地運(yùn)轉(zhuǎn),。使我國(guó)天氣預(yù)報(bào)水平贏得了更多的贊譽(yù),。”談及這些,，管成功頗為自豪,。

　　還是以臺(tái)風(fēng)為例，正是有了超級(jí)計(jì)算機(jī),、風(fēng)云衛(wèi)星等高科技手段的支撐,，近年來(lái)，我國(guó)臺(tái)風(fēng)路徑預(yù)報(bào) 24 小時(shí)誤差穩(wěn)定在 70 公里左右,，各時(shí)效預(yù)報(bào)全面超過(guò)美國(guó)和日本,，達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平。同樣，降水,、雷電,、霧 - 霾、沙塵等預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率也整體得到提升,。

　　“一公里內(nèi)”精準(zhǔn)預(yù)報(bào)未來(lái)可期

　　準(zhǔn)備旅游,，未出門(mén)就收到目的地的天氣預(yù)報(bào)；要滑雪,，可隨時(shí)了解風(fēng)向,、積雪深度等各種天氣指數(shù)；騎上共享單車,，從 APP 里就能輕松獲知沿途天氣情況……相信很多人都對(duì)這種精準(zhǔn)的氣象服務(wù)充滿期待,。

　　“這種期待都會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),，未來(lái)天氣預(yù)報(bào)只會(huì)更懂你,。”沈?qū)W順說(shuō),，隨著數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和高性能計(jì)算的協(xié)同發(fā)展,，區(qū)域范圍內(nèi)的數(shù)值預(yù)報(bào)精度將會(huì)進(jìn)一步提高，“未來(lái)全球預(yù)報(bào)的模式分辨率將達(dá)到 3—5 公里,、區(qū)域或局地預(yù)報(bào)的模式分辨率將達(dá)到 100—1000 米,。”

　　這意味著,，未來(lái)無(wú)論你身在城市的哪個(gè)角落,，你所獲取的天氣預(yù)報(bào)都會(huì)是你周圍一公里甚至是更小范圍內(nèi)的天氣情況?！皩脮r(shí),，天氣預(yù)報(bào)將會(huì)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生命安全提供更強(qiáng)有力的保障?！睂?duì)此,，沈?qū)W順充滿信心。

　　新超級(jí)計(jì)算機(jī)還將用于確保小區(qū)能夠更妥善地為極端天氣做好準(zhǔn)備,，這包括更精密的降雨預(yù)測(cè),，有助于快速部署防洪系統(tǒng)；讓機(jī)場(chǎng)進(jìn)行更好的預(yù)測(cè),，以便為潛在的斷電作好計(jì)劃,；以及為能源部門(mén)提供更詳細(xì)信息，協(xié)助其減輕潛在的能源中斷和突波等影響,。新的超級(jí)計(jì)算機(jī)也將增強(qiáng)英國(guó)的超級(jí)運(yùn)算和數(shù)據(jù)技術(shù)能力,，推動(dòng)整個(gè)超級(jí)運(yùn)算、數(shù)據(jù)科學(xué),、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能(AI)領(lǐng)域的創(chuàng)新和技術(shù),。