十年前的卡崔娜飓风摧毁了纽奥良市;三年前的桑迪飓风重创纽约市,数百人丧生且造成数十亿美元的财物损失。

无论您身在何方,天气预报都是一场高风险的赌注。

如今瑞士透过 GPU 加速运算技术,大幅增进预测风暴及其它天气灾害的准确性。

瑞士联邦气象气候局 MeteoSwiss,是首个部署 GPU 加速超级计算机来提升日常天气预报精准程度的国家级气象单位。

我们的预测:他们不会是最后一名。精准的天气预报需要有极佳的计算机运算能力。而在不榨干电网、耗费大量电力的情况下,刚好就由 GPU 来释放计算机运算能力。

新系统较过去使用以 CPU 为基础的旧系统,运算效能提升40倍,使得 MeteoSwiss 能开发出分辨率高出两倍的气象模型,而能源使用效率则是高出三倍。

分辨率更高的气象模型 = 更精准的预报内容

提升天气预报精准度的重点,就是提高计算机产生之天气预测模型的分辨率。

天气模型会在特定时间对大气状态进行采样,运用流体运动和热力学方程式来预测未来某个时间的大气状态。 

模型将预测区域划分为格状,并且使用相邻网格内的交互作用来计算各格里的方程式,以计算出预测结果。格点间愈接近,整个模型的分辨率也愈高,同时最终预测结果也更贴近真实状况。

以1公里的分辨率来运行天气模型,是全球各地的气象局所希望达到的里程碑,而 MeteoSwiss 的新系统刚好就能做到这一点。

强大的新系统将短期(24小时)天气预报模型分辨率从 2.2km 提升到 1.1km,让 MeteoSwiss 能更精准地预测降水和降雪的数量、时间长短和地点,并且对于重大天气状态提供早期警报。

新系统也使得 MeteoSwiss 将中期天气预报的分辨率提升三倍,且将预报范围从三天扩大到五天。

MeteoSwiss 的新系统采用 Cray CS-Storm 丛集超级计算机,是当前密度最高的 GPU 加速系统之一。目前放置在瑞士卢加诺瑞士国家超级运算中心里的 MeteoSwiss 的系统,预计明年夏季将可全速运作。系统采用 Tesla 加速运算平台旗舰级产品 NVIDIA Tesla K80 GPU 加速器。

广泛使用的 COSMO 天气模型,如今也采用 GPU 加速技术

数值天气预报模型的高效能超级计算机,计算出我们日常依赖的天气预报内容。

MeteoSwiss 将是第一个部署 GPU 加速版本 COSMO 模型的气象单位,德国、意大利、希腊、波兰、罗马尼亚及俄罗斯等国的国家气象单位,以及超过70个研究区域气候活动的机构亦将使用。

COSMO 联盟将致力于推广 GPU 加速版本供气象单位及其它联盟成员使用。

准备好这件事:几年内您所在地区的气象单位也会使用 GPU 加速超级计算机来进行天气预报。