Reklama
Reklama




Reklama



🌞 Předpověď počasí Slunečno.cz / Články o počasí /

Jak superpočítače v roce 2030 změní předpověď počasí?


29. listopad 2020 19:34

PR Článek Společně s oslavami a ohlédnutím za technologickými inovacemi a milníky společnosti Lenovo za posledních 35 let také nahlížíme na budoucnost technologií a zkoumáme, co bude dál a jaké jsou naše možnosti. Od toho, jakou roli bude hrát technologie ve vytvoření inkluzivnějšího pracoviště nebo toho, jak umělá inteligence ovlivní zdravotnictví a cestu pacienta, se dostáváme k otázce, jaký dopad budou mít superpočítače na předpověď počasí.

Představte si, že zjistíte pouhých 24 hodin předem, že se k místu, kde žijete, blíží strašný hurikán kategorie 4. Jen se obtížemi se schováte nebo přesunete do bezpečí dříve než bičování větru, výpadky proudu a přívalové lijáky způsobí škody, nebo dokonce úmrtí. Varování jeden den předem bylo možné už v roce 1954.

Neustálým vývojem technologií naštěstí dochází i k vývoji a zlepšení předpovědi počasí. Dnes je v mnoha částech světa k dispozici předpověď až se čtrnáctidenním předstihem. (Pozn. redakce: Na webu Slunecno.cz bude 14denní předpověď k dispozici na začátku příštího roku. Na implementaci se již pracuje.)

Detailní ilustrace hurikánu blížícího se k zemi.

„V uplynulém desetiletí jsme pozorovali přesnost předpovědí počasí a doba předpovědí se výrazně zlepšila, zejména díky dostupnosti výpočetních zdrojů,“ řekl Scott Tease, výkonný ředitel pro vysoce výkonné výpočetní systémy a umělou inteligenci ve společnosti Lenovo.

Možná nevíte, že za téměř každou předpovědí počasí stojí některé z nejvýkonnějších superpočítačů na světě.

S tím přichází otázka: Jak superpočítače ovlivňují předpovědi počasí nyní a jak tomu bude v budoucnosti?

Než se budeme zabývat touto otázkou, pojďme si nejdříve popovídat o tom, co je to superpočítač a jak funguje.

„Superpočítač bere velmi složité problémy a rozděluje je na části, na kterých souběžně pracují tisíce procesorů, namísto toho, aby se zpracovávaly jednotlivě v jednom systému jako na běžném počítači. Díky paralelnímu zpracování mohou výzkumníci a vědci vytvářet přehled mnohem rychleji, protože na notebooku může trvat několik dní nebo týdnů vyřešit problém, který dokáže superpočítač vyřešit během několika minut nebo hodin,“ vysvětlil Tease.

Digitální pohled na datové centrum plné vysokorychlostních stojanových serverů a superpočítačů.

Uvažujte takto…
Jste v řadě v obchodě s potravinami a čekáte na zaplacení s vozíkem plným čerstvého zboží pro sebe a 10 svých přátel. Bohužel je otevřena pouze jedna pokladna, na které skenuje položky jedna osoba, a řada se začíná zvětšovat. Najednou se otevře 10 pokladen, a tak vy a vašich 10 přátel popadnete každý pár věcí a všichni najednou projdete všemi pokladnami. Potom už trvá pouze několik minut naskenovat, uklidit a zaplatit vaše položky.

Podobně funguje paralelní zpracování. Zpracováním velkých úloh tak, že jsou rozděleny na mnoho malých úloh, na kterých lze pracovat ve více systémech současně, lze řešit problémy, které by mohly být pro jediný systém nevyřešitelné.

To bychom měli, nyní zpátky k superpočítačům a předpovědi počasí

Před použitím superpočítačů nebylo možné dostat včasná varování před vlnou tsunami a výzkumníci nemohli vidět trajektorii nebo dopad hurikánů či studovat vzorce změny klimatu. Mohli jsme vytvořit pouze odhady založené na několika základních vstupech – protože použití složitých modelů s tisíci rychle se měnících proměnných nebylo prakticky možné.

„Dnes se počasí předpovídá pomocí matematických modelů počasí v atmosféře. Tyto modely jsou složeny z rovnic popisujících stav, pohyb a časový vývoj různých atmosférických parametrů, jako jsou vítr a teplota,“ řekl doktor Zaphiris Christidis, vedoucí oddělení počasí ve společnosti Lenovo. „Proto jsou tyto rovnice řešeny numericky na superpočítačích, které simulují skutečné chování atmosféry.“

Tyto simulace počasí však odebírají miliony počátečních údajů ze senzorů na meteorologických satelitech, meteorologických balónech, oceánských bójích a meteorologických stanicích – jde o obrovské množství dat. Modely počasí jsou v dnešní době obecně omezeny výpočtovým výkonem.
Se zvyšujícím se výkonem těchto superpočítačů lze použít složitější modely počasí, je možné přijímat více údajů a přizpůsobit se více scénářům, aby byly vytvořeny přesnější předpovědi.

„I když jsme v 50. letech začali používat počítačové výpočty, předpovědi počasí byly velmi nepřesné kvůli omezené výpočetní síle. Například model počasí, který dnes dokáže standardní server Lenovo ThinkSystem zpracovat za méně než 15minut, by na počítačových systémech v 60. letech trval téměř 600 let,“ dodal doktor Christidis.


Zlepšení výkonu superpočítačů pomáhá zachránit životy


Předpověď počasí představuje mnohem důležitější rozhodnutí, než jen zda si zítra vzít bundu nebo deštník. Včasná varování o závažné změně místních povětrnostních podmínek mají přímý dopad na záchranu životů a minimalizují dopad přírodních katastrof.

„Pokud víme s předstihem, že dojde k závažným událostem týkajícím se počasí, můžeme přijmout preventivní opatření, abychom minimalizovali potenciální dopad,“ dodal Robert Daigle, obchodní vedoucí oddělení umělé inteligence ve společnosti Lenovo.

Pokud víme s předstihem, že dojde k závažným událostem týkajícím se počasí, můžeme přijmout preventivní opatření, abychom minimalizovali jejich potenciální dopad.

„Když se bavíme o zlepšení přesnosti předpovědí počasí a systémů včasného varování, důležité je rozlišení modelu pro zachycení místních jevů počasí. Abychom zdvojnásobili rozlišení meteorologického modelu, musíme zvýšit výpočetní výkon 8krát, proto je vysoký výpočetní výkon nezbytný,“ řekl.

Tease se připojil a uvedl příklad spolupráce společnosti Lenovo a Malajského meteorologického oddělení (MMD). MMD nepřetržitě zajišťuje bezpečnost a klid malajských občanů tím, že předpovídá počasí a vydává příslušná varování týkající se počasí. Své rozlišení chtěli zvýšit ze tří kilometrů na jeden kilometr a zvýšit tak délku své předpovědi ze tří na sedm dní, což vyžadovalo 27 násobné zvýšení výpočetní síly.

Za podpory Škálovatelné infrastruktury Lenovo je nyní MMD schopna spustit model a vytvořit sedmidenní předpověď s rozlišením jeden kilometr za méně než tři hodiny.

„Zvýšení rozlišení modelů počasí umožňuje MMD rozpoznat místní meteorologické vzorce, jako jsou konvektivní bouřky, které jsou v Malajsii velmi běžné, a které mohou přinést silný déšť, krupobití, silný vítr, dokonce i tornáda,“ řekl Tease.


Předpověď počasí v příštím desetiletí

Budeme-li se chtít přesunout do roku 2030, existují tři velké trendy, o nichž si Tease, Christidis a Daigle myslí, že se stanou v předpovědi počasí v příštím desetiletí realitou.


Exascale

Superpočítače Exascale budou poskytovat výpočetní výkon, díky kterému bude možné spustit složitější modely s více datovými vstupy a bude tak možné získat výsledky v extrémně vysokém rozlišení. Pro upřesnění, nejrychlejší superpočítač dnes může provést 200petaflopů. Představte si, jaké by to bylo mít po celém světě stovky superpočítačů, které mají více než pětinásobný výkon.


Prudký nárůst dat

Je skvělé, že použití superpočítačů Exascale se čím dál více přibližuje realitě, protože je budeme potřebovat pro zpracování obřího množství příchozích dat. IDC předpovídá, že globální datová sféra dosáhne rokem 2025 kapacity 175 zeta bytů (ZB) dat.

Pro lepší představu o tom, jak velké množství dat je 175ZB… Jeden ZB se rovná 1 000 000 000 000 GB (1 bilionu GB). Pokud by bylo 175 ZB uloženo na hromadě disků Blu-ray, hromada by byla dost vysoká na to, aby dosáhla ze Země na Měsíc.

Prudký nárůst dat je způsoben především rostoucím počtem senzorů IoT. Ty pravděpodobně ovlivní naše předpovědi počasí, protože do našich simulací začleníme více údajů ze senzorů.


Umělá inteligence (AI)

Jakmile budou číselné předpovědi počasí podrobnější, modely počasí budou vydávat větší objem binárních dat představujících předpovědi počasí. Tato objemná data budou muset interpretovat lidé, předpovídající meteorologové, ještě před vydáním konkrétních předpovědí. Umělá inteligence může představovat mezičlánek mezi superpočítači a předpovídajícím meteorologem pro rozpoznávání a interpretaci jevů nepříznivého počasí, jako jsou tornáda, hurikány a bouře.

Umělá inteligence bude mít také významný dopad na rychlost a přesnost předpovědí počasí. V budoucnu budeme schopni trénovat modely umělé inteligence na základě vysoce přesných simulací, které nám umožní upravovat předpovědi v reálném čase, současně s příchozími novými daty. Umělá inteligence bude také hrát významnou roli při průzkumu klimatu a hledání způsobů, jak minimalizovat dopady změny klimatu na naši společnost.


Mohlo by vás také zajímat:
Břehy laguny řeckého města Aitoliko pokryly pavučiny
V budoucnu by mohla na Sahaře vzniknout obří solární a větrná elektrárna
Léčivá síla kaštanů
Ostrov Lombok v Indonésii zasáhlo už třetí zemětřesení v tomto měsíci
Pod kalifornským sepervulkánem Long Valley dřímá 240 krychlových kilometrů magmatu
Spojené státy stále první ve výzkumu vesmíru na věčné časy a nikdy jinak
Odtahová služba Paseka Praha, Jihlava, Kroměříž, Znojmo
NASA objevila na Marsu díru neznámého původu
Záhady planety Mars - část druhá - Byl na Marsu život?
Záhady planety Mars - část první

Možná Vás bude zajímat:


Reklama

Odebírejte aktuální články

Odkazy na aktuální články zasíláme jako součást bezplatné služby
Počasí na email - pravidelný newsletter s předpovědí počasí a bez reklamy
Přihlásit se k odběru Počasí na email můžete v následujícím boxu:

Počasí na email + odběr aktuálních článků

Zašleme Vám pravidelnou ranní předpověď počasí pro místo přímo na Váš email. Emaily neobsahují žádnou reklamu a můžete je odhlásit.

Váš email: Zvolené místo:
Zasílat email s počasím:


Odhlásit newsletter

Více

19.1.2021
Argentinu zasáhlo mohutné zemětřesení

V pondělí udeřilo nedaleko San Juan v severozápadní Argentině zemětřesení. Nejsilnější z otřesů dosahoval síly 6,4 stupně a... více

16.1.2021
Zemětřesení v Indonésii zabilo 40 obyvatel

Ostrov Sulawesi v Indonésii zasáhlo mělké zemětřesení o síle 6,2 stupně a napáchalo ohromné škody. Během otřesů utrpělo zranění... více

14.1.2021
Českem se prohnala vzácná zimní bouřka

Do Česka od středeční noci postupně proudí studená fronta vzduchu, která na naše území přinesla i poměrně vzácné zimní bouřky... více

12.1.2021
Bouře Lana způsobila v Texasu rozsáhlé výpadky proudu

Během víkendu zasáhla Texas sněhová bouře Lana, která přinesla rekordní množství sněhu a zapříčinila více než 150 tisíc výpadků... více

10.1.2021
Sesuvy půdy zabily v Indonésii 11 osob

Na západní straně ostrova Jáva v Indonésii způsobily dlouhotrvající deště sesuvy půdy, které pohřbily 11 obyvatel vesnice Cihanjuang... více

8.1.2021
Španělsko zasáhla zimní bouře Filomena

Bouře Filomena přináší do Španělska vydatné sněžení a způsobila dopravní komplikace včetně přerušení mnoha letů. Bouře srazila... více

6.1.2021
Západní Austrálii zasáhly požáry

Stovky hasičů zdolávají nově vzniklý požár nedaleko Perthu v Austrálii, který už ohrožuje desítky domů. Požár se velmi rychle... více

4.1.2021
Hřebeny českých hor pokrývá až 30 centimetrů sněhu

Za poslední týden napadly na vrcholcích našich hor až tři desítky centimetrů sněhu. Nejvíce sněhu spadlo na hřebenech Krkonoš a... více

2.1.2021
Norskou vesnici Gjerdrum zasáhly sesuvy půdy

Před dvěma dny pohřbil několik domů sesuv půdy nedaleko Osla ve vesnici Gjerdrum. Během sesuvu bylo zraněno deset obyvatel a po další... více

Všechny články

Počasí na Váš email

Emaily jsou bez reklamy a bez spamu



Odhlásit newsletter

Reklama

Lunární kalendář

  • 28.01.Fáze měsíce uplnek
  • 04.02.Fáze měsíce posl_ctvrt
  • 11.02.Fáze měsíce nov
  • 19.02.Fáze měsíce prv_ctvrt



Reklama

Další české internetové stránky (nejen) o počasí najdete v katalogu TOPlist - weby o počasí nebo vyhledejte na internetu, co jste tu na 🌞 Slunečnu ⛅ zatím nenašli:
⭐ Přidat Slunečno.cz do oblíbených | 🏠 Nastavit Slunečno.cz jako HOMEPAGE

⬆️ Posunout stránku nahoru ⬆️
Reklama