科学家打造最大计算机精确预报全球天气(图)

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科学家打造最大计算机精确预报全球天气(图)
http://www.sina.com.cn 2008年01月22日 07:07 新浪科技


　　资料图：英国最大的超级计算机HECToR，每秒能进行100万亿次运算，运算速度是普通计算机的10万倍。科学家和工程师计划利用HECToR模拟从气候变化到金融市场等一切事情



　　资料图：IBM公司与美国能源部国家核安全局(NNSA)联合开发的BlueGene/L，牢牢占据全球最快超级计算机TOP500排行榜头把交椅
　　新浪科技讯 北京时间1月22日消息，据国外媒体报道，气象和气候专家正计划研制一台世界上最大的计算机，其运算能力强大到可以精确预报世界任何地方的天气。

　　科学家通过这台计算机，可以更加精确地预测飓风、暴雨和干旱的行进路线，很有可能会给人类带来巨大的商业和社会效益。他们还可以通过它，将天气预报和气候变化结合起来，这样他们就能给政府提供有关该国的长期天气变化情况。

　　美国弗吉尼亚州乔治·梅森大学的气候动力学教授杰盖迪斯·苏柯拉说：“我们的目的是彻底改变现有的天气预报模式。它不仅是一台巨大的机器，还会给我们带来非常多的好处。”5月，苏柯拉将在波克夏雷丁组织举办世界气候预报模型高峰会议，届时世界各地的顶级气候和天气预报员将在这里讨论上述提议。苏柯拉说：“利用现有的电脑，我们即将达到最大极限。它们的分析能力非常低，我们知道世界正在变暖，但是我们无法预知每个地区将会遭受怎样的影响。”苏柯拉设想有一种比现在的电脑强大很多倍的机器，它每秒大约能运算1000万亿次。

　　总部设在雷丁的欧洲中期天气预报中心的提姆·帕默将主持5月的高峰会议，他说：“当前这一代电脑，无法模拟目前世界天气和气候的关键组成部分——云或风暴系统的行为。”这个超级电脑计划的目的是弥补天气预报和气候预测之间的巨大鸿沟。现在预报员只能准确预报未来几天的天气情况。与之相比，气候研究人员可以预测几十年，甚至一个世纪的气候状况。虽然二者之间的不一致没有成为验证基础科学背后的气候变化的障碍，但是全球的决策者现在提出要详细分析这种影响。帕默说：“光说全球正在变暖并不好。我们有必要预测英国的冬季或亚洲季风的影响。”

　　电脑通过将世界分成很多小格子，制定出和地图上相似的正方形，进行建模工作。然后这些格子向上延伸到空气中，电脑将世界任何地区的大气看成是像一堆盒子的东西。这种格子延伸到全球，创造出一个包围地球的，由数百万个这种盒子组成的三维格子。

　　这个全球气候计算中心的提议有几个成功的先例。其中最显著的是瑞士日内瓦附近的粒子物理学研究中心——欧洲粒子物理实验室(Cern)。该实验室取得的突破掀起了科学革命，最终导致环球网的诞生。但是，并不是所有的人都喜欢这个全球研究中心。英国气象办公室的首席科学家约翰·米切尔说：“我们必须利用几个气象中心的不同方法，才能消除每个中心产生的错误。”

　　而且对这种超级电脑的需要意味着“世界最强大”的头衔永远都在变化。日本的地球模拟器2004年被冠以世界之最，两年后，美国国际商用机器公司的“蓝色基因”超越了它。不久后，英国爱丁堡大学的HECToR超级电脑又压倒了“蓝色基因”，成为世界最强大的电脑。

　　科学家尝试过其他方法，例如将小型电脑连成网。现在，在计算能力(千万亿次)方面保持最高纪录的是索尼PlayStation，它在研究与阿尔茨海默病有关的蛋白质时，3秒内计算近70万千万亿次。

　　科幻作家经常思索如果这样的机器出现了问题，将会给人类造成怎样的后果。40年前，阿瑟 C. 克拉克和斯坦利·库布里克在《2001太空漫游》中描述了随机携带的电脑“哈尔”试图杀死机组人员，一时间，飞船面临巨大灾难。

　　研制一台具有气候建模能力的电脑存在一个无法回避的问题。它需要消耗大量能量，产生很多二氧化碳气体。苏柯拉说：“这样一台电脑消耗的能量相当于一座小城市消耗的能量。我们将全力把二氧化碳的排放量降至最低。”(杨孝文）