1 
Японський суперкомп'ютер Fugaku встановив новий рекорд
Як повідомляє Merkur, дослідники з Токійського університету відтворили вісім годин глобальної погоди на Землі. Для створення цієї симуляції науковці використали майже трильйон тривимірних сіткових точок та задіяли понад половину обчислювальних вузлів японського суперкомп'ютера Fugaku.
Енерговитрати на таке обчислення виявилися вражаючими – суперкомп'ютер спожив стільки ж електрики, скільки звичайне японське домогосподарство витрачає протягом 40 років. Модель покриває атмосферу вглиб та вгору на 78 вертикальних шарів.
Звичайні цифрові моделі погоди працюють із сіткою від 1 до 10 кілометрів. Через це вони часто створюють перебільшену кількість дощу на невеликій території під час сильних гроз. Науковці називають цей збій ефектом попкорну, оскільки віртуальні дощові хмари виникають на карті раптово, наче зерна кукурудзи на гарячій пательні. У новій симуляції з роздільною здатністю 220 метрів ця проблема майже зникла. Сильні зливи з інтенсивністю понад 30 міліметрів на годину програма розраховувала рідше, тоді як помірний дощ розподілявся реалістичніше та дрібнішими осередками.
Для перевірки методу дослідники проаналізували тайфун Омаїс, який вирував у тихоокеанському регіоні в серпні 2016 року. У старих моделях із сіткою 3,5 кілометра тайфун виглядав як велика суцільна пляма дощу. Модель на 220 метрів показала вузькі дощові смуги та безліч дрібних грозових осередків.
Завдяки такій високій роздільній здатності ми можемо значно чіткіше, ніж раніше, відобразити внутрішню структуру грозових хмар, зокрема окремі висхідні та низхідні потоки повітря,
– прокоментував Шухей Мацугіші з Інституту досліджень атмосфери та океану Токійського університету.
Чому нову систему ще не застосовують щодня
Попри вражаючі результати, впровадити таку систему в щоденну роботу синоптиків поки неможливо. Сучасним метеослужбам потрібні оперативні прогнози на кілька днів наперед, які вираховуються за лічені години. Нова симуляція вимагає занадто багато ресурсів навіть для найпотужніших комп'ютерів світу.
Наразі глобальна симуляція з роздільною здатністю 220 метрів потребує занадто багато ресурсів, щоб замінити оперативні системи прогнозування погоди,
– заявив автор дослідження Шухей Мацугіші.
Складності з хмарами над океанами та майбутні перспективи
Під час випробувань науковці виявили й слабке місце алгоритму. Із підвищенням деталізації до 440 та 220 метрів модель почала пропускати низькі шаруваті хмари над океанами – біля узбереж Каліфорнії та Намібії вони майже зникли з віртуальної карти. Це становить проблему для кліматологів, адже низькі хмари відбивають сонячне світло й охолоджують планету, а високі тонкі хмари, навпаки, затримують тепло.
У майбутньому науковці прагнуть створити масштабні Large-Eddy симуляції із сіткою всього 10 метрів. Це дозволить комп'ютерам прямо обраховувати навіть найдрібніші турбулентні вихори повітря, створюючи ідеально точні моделі атмосфери Землі.
Хоча ця технологія ще не готова до впровадження, вона може надати нам кращі можливості для прогнозування. Це матиме наслідки не лише для кожної окремої людини, яка зможе отримувати точніші дані про погоду в її місті, а й для влади, яка зможе краще готуватися до можливих стихійних лих, фермерів, служб порятунку тощо.