Esta semana, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica Anunciado que las nuevas supercomputadoras que está utilizando para mejorar predicción del tiempo y el modelaje están ahora en línea.
Las supercomputadoras, llamadas Dogwood y Cactus por las plantas nativas en sus respectivas ubicaciones, son las supercomputadoras Cray de Hewlett Packard Enterprise.
“Estos modelos numéricos que ejecutamos en estas supercomputadoras, en realidad proporcionan la base para los pronósticos que utilizan nuestros diversos interesados aquí, desde el público, los administradores del agua, los administradores de emergencias en el caso de los huracanes, por ejemplo”, dice Brian Gross, director. del Centro de Modelado Ambiental de la NOAA. “Y existe una conexión directa entre la capacidad informática y nuestra capacidad de modelado”.
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Tanto Dogwood como Cactus tendrán una velocidad de 12,1 petaflops, lo que significa que pueden realizar unos 12 cuatrillones de cálculos por segundo. Eso es tres veces más rápido que el sistema anterior de la NOAA, que tenía una capacidad de alrededor de 4,2 petaflops. La capacidad de almacenamiento también se duplicó a unos 26 petabytes.
“En su computadora portátil normal, es posible que tenga un procesador de cuatro núcleos. En estas supercomputadoras, tenemos alrededor de 327 680 núcleos en el sistema”, dice David Michaud, director de la oficina de procesamiento central del Servicio Meteorológico Nacional, que es una agencia dentro de la NOAA.
Se dieron a conocer por primera vez los planes para el Sistema Operacional de Supercomputación Meteorológica y Climática actualizado en 2020. En ese entonces, NOAA dijo que estaba reemplazando sus sistemas existentes en Reston, Virginia y Orlando, Florida, y otorgando un contrato a General Dynamics Information Technology para proporcionar productos y servicios de supercomputación actualizados. El conjunto de nuevas supercomputadoras (una máquina principal y una de respaldo) está en Manassas, Virginia y Phoenix, Arizona. El contrato con General Dynamics es por 10 años y tiene un valor tope de $505.2 millones.
En los próximos años, la NOAA espera abordar una serie progresiva de tareas con Dogwood y Cactus.
“Lo primero que hacemos es asegurarnos de que todo lo que se ejecutaba en el sistema anterior pueda continuar ejecutándose en el nuevo sistema”, dice Gross. “Hay una serie de importantes sistemas de modelado que planeamos actualizar en los próximos años debido a esta capacidad mejorada”.
Primero está un nuevo y mejorado sistema de predicción de huracanes, llamado Sistema de análisis y pronóstico de huracanes, que esperan tener en funcionamiento para la próxima temporada de huracanes en el verano de 2023. Luego, renovarán el Sistema de predicción global, que proyecta las condiciones meteorológicas hasta 30 días aproximadamente, y el sistema regional, que se utiliza para pronosticar condiciones meteorológicas adversas.
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Hay cuatro cosas principales que los científicos de la NOAA pueden hacer con estos aumentos en el poder de cómputo. Pueden ejecutar modelos de mayor resolución para ver características de menor escala en la atmósfera, como tormentas eléctricas. Pueden captar mejor los procesos físicos que tienen lugar en la atmósfera, el océano o en la tierra o en el hielo marino. “Piense en cómo se forman las nubes, si se precipitarán y qué forma tomará esa precipitación. Estas son las cosas que intentamos y mejoramos en nuestros modelos”, dice Gross.
Mejores computadoras también ayudarán a los meteorólogos de la NOAA a ejecutar modelos llamados conjuntosque toman diferentes conjuntos de condiciones climáticas iniciales para predecir un rango de posibilidades climáticas para un período de tiempo futuro, como para mañana o para el próximo jueves.
Por último, más poder de cómputo significa que NOAA puede construir mejores sistemas de asimilación de datos, lo que significa que potencialmente puede considerar entradas de datos de una amplia gama de fuentes, desde nuevos satélites hasta drones de vela. “Los satélites se pueden usar para observar directamente cosas como la temperatura de la superficie del mar o los perfiles de temperatura en la atmósfera. También podemos extraer información de la forma en que las señales de los satélites se doblan a medida que se propagan a través de la atmósfera. Hay una gran cantidad de información que podemos tomar en nuestros modelos para formar nuestras condiciones iniciales”, dice Gross. “Cuantos más datos podamos integrar durante un período de tiempo más largo, mejor será la condición inicial que tendremos, más preciso será el pronóstico”.
Además de proporcionar pronósticos para el público, la NOAA también hará que algunas de sus fuentes de datos y modelos disponible para los investigadores a través de varios proveedores de nube (Microsoft, Google, Amazon Web Services, etc.) y programas de datos abiertos.
“Esa ha sido una forma interesante de obtener diferentes vistas de los datos para diferentes propósitos además de simplemente hacer un pronóstico”, dice Michaud. “Un ejemplo es en AWS, tenemos todos los escaneos de volumen de radar desde la década de 1990 hasta en tiempo real… Cuando obtuvimos los datos del radar, la gente los estaba usando para estudiar la migración de las aves. A menos que haga que esos datos sean abiertos y accesibles, nunca sabrá realmente cuáles son los límites o los potenciales para ese conjunto de datos en particular”.