Naujas žvilgsnis į planetos klimatą
Įsivaizduokite, kad visa Žemės paviršius yra padalintas į kvadratus, kurių kiekvienas yra 1,25 kilometro dydžio. Kiekvienam šiam kvadratui kompiuteris apskaičiuoja temperatūrą, drėgmę, vėjo greitį ir anglies kiekį – visus veiksnius, kurie įtakoja orus ir klimatą. Mokslininkų komanda iš Makso Planko instituto sukūrė tokį modelį, kurį klimatologai vadina savo ‘šventuoju Graliu’.
Detali planetos skaitmeninė kopija
Šis modelis padalina planetą į 336 milijonus kvadratų ant paviršiaus ir tiek pat sluoksnių atmosferoje virš jų, iš viso sudarydama 672 milijonus ląstelių. Kiekvienoje ląstelėje superkompiuteris stebi dešimtis parametrų: nuo debesų judėjimo iki CO₂ koncentracijos. Palyginimui, įprasti klimato modeliai dirba su 40 kilometrų kvadratais.
Revoliucija klimato modeliavime
Tačiau tikrasis proveržis slypi kitur. Pirmą kartą pavyko sujungti ‘greitus’ ir ‘lėtus’ procesus viename modelyje. Greiti procesai apima orus: audras, ciklonus, lietų, kuris keičiasi per minutes. Lėti procesai – anglies ciklas, okeano ir biosferos pokyčiai, kurie tęsiasi dešimtmečius. Anksčiau tai buvo du atskiri modeliavimų pasauliai. Dabar jie veikia kartu.
Technologijos pagrindas
Šios sistemos pagrindas yra ICON modelis, kurį sukūrė Vokietijos meteorologinė tarnyba praėjusią dešimtmetį. Iš pradžių jis buvo parašytas Fortrane – programavimo kalboje iš 1950-ųjų, kuri vis dar naudojama moksle. Problema buvo ta, kad senasis kodas neefektyviai veikė šiuolaikiniuose čipuose. Mokslininkai perrašė jį ir pritaikė skaičiavimus naujai technikai. Tada jie panaudojo superkompiuterius JUPITER ir Alps su Nvidia GH200 čipais. Kiekviename čipe GPU skaičiuoja greitus orus, o CPU paraleliai apdoroja lėtus anglies ciklus.
Ateities perspektyvos
Sistema modeliuoja 145 dienas planetos gyvenimo per vieną parą skaičiavimų. Kada nors tokios simuliacijos taps kasdienybe. O kol kas turime pirmą tikrą skaitmeninį planetos dvynį, kuris skiria kiekvieną jos paviršiaus kilometrą.
