Mellékleteink: HUP | Gamekapocs
Keres

A meteorológia szuper nagy problémái

Bizó Dániel, 2006. február 09. 10:43
Ez a cikk több évvel ezelőtt születetett, ezért előfordulhat, hogy a tartalma már elavult.
Frissebb anyagokat találhatsz a keresőnk segítségével:

Az ország toronymagasan legerősebb szuperszámítógépe üzemel be hamarosan az Országos Meteorológiai Szolgálatnál, hogy a kutatók részletesebben modellezhessék a légköri folyamatokat, és a következő évek során pontosabb előrejelzésekhez jussunk.

Hamarosan hazánkba érkezik az ország legerősebb számítógépe, amely teljes pompájában több mint háromszor erősebb lesz a jelenleg bajnoknál, a Nemzeti Információs Infrastruktúra Fejlesztési Iroda (NIIFI) által felügyelt 256 processzoros, négy Sun Fire szerverből álló gépnél. Az új szuperszámítógépet az Országos Meteorológiai Szolgálat (OMSZ) rendelte meg mintegy 200 millió forint értékben. Hogy miért van szükségük ekkora kapacitásra ilyen sok pénzért, mikor már van itthon szuperszámítógép? Erre kerestük a választ.

Az új monstrum az Egyesült Államokból érkezik két részletben, közölte lapunkkal Dr. Temesi Tibor kereskedelmi igazgató a Silicon Computers Kft. részéről, amely a neves amerikai SGI hazai képviselete. A nyertes konfiguráció egy 144 darab, 1,5 gigahertzes és 6 megabájt L3 cache-sel rendelkező Itanium 2 processzorral, valamint 288 gigabájt memóriával szerelt SGI Altix 3700 Bx2 gép, amelyet kifejezetten szuperszámítógépes feladatok szem előtt tartásával fejlesztett ki a Silicon Graphics. A Novell SUSE Linux Enterprise Server 9 operációs rendszert futtató gép csúcsteljesítménye közel 900 gigaflops, azaz 900 milliárd matematikai művelet másodpercenként. A NIIFI-nél lévő négygépes Sun-grid 240 milliárdot teljesít. A gép első fele (72 processzor, 144 GB ram) február végén, a második része pedig májusban kerül telepítésre.

A meteorológia szuper nagy problémái

A televízióban eddig is elmondták a következő napok időjárását, miért van akkor szükség egy új, 200 millió forintos gépszörnyetegre? Az időjárás úgynevezett numerikus, azaz számszerű előrejelzése a légkört leíró bonyolult parciális differenciálegyenletrendszer megoldásán alapul. Az egyenletrendszert analitikus megoldása nem lévén közelítő módszerekkel oldjuk meg: egyrészről már magában az egyenletekben is közelitesekkel élünk, másrészről pedig a megoldást is közelítő numerikus sémák segítségével állítjuk elő, mondta el lapunknak Horányi András a Numerikus Modellező és Éghajlat-dinamikai Osztály kutatója.

A légköri jelenségek determinisztikusak ugyan, folytatta a kutató, azaz fizikai törvényekkel, matematikai egyenletekkel pontosan leírhatóak, és a pontos kiinduló állapot ismeretében elvben tökéletesen előrejelezhetőek, a rendszer viselkedése azonban kaotikus rendszerek alapvető ismérveit mutatja: a kiindulási állapotban a legkisebb eltérés is hatalmas változásokká duzzadhat rövid időn belül. Márpedig a mindenkor rendelkezésre álló adatok hibával terheltek, tette hozzá, és a számítási modelleknek ezekből kellene pontos előrejelzéseket szolgáltatniuk.

Nagyobb számítási kapacitással nagyobb felbontású adathalmazt pontosabb modellel lehet feldolgozni, azaz a végeredmény rendkívül sokat javulhat. Ráadásul a gépidő egy részét nem is az előrejelzések készítése, hanem a modellel kapcsolatos kutatások, fejlesztések foglalják le. A fejlesztésben lévő és használt modelleket folyamatosan ellenőrizni kell, hogy megbízhatóságukat teszteljék és javíthassák.

Az OMSZ ambíciója, hogy a rövid (másfél-két nap) és az ultrarövid távú (12 óráig) magyarországi előrejelzések pontosságát és megbízhatóságát drasztikusan fokozza, amihez viszont a jelenleg használt IBM Regatta rendszernél közel ötször erőteljesebb gépre van szüksége, hogy azonos idő alatt fusson majd le a számítás a javított (és számításigényesebb) modellel, mint jelenleg.

A modellek a teret egy háromdimenziós rácshálózatra bontják, ahol az egyes rácspontok képezik a kiindulási adatokat. A jelenleg alkalmazott, úgynevezett ALADIN modell a felszíni, szondás, repülőgépes és műholdas mérésekből vízszintesen 8 kilométeres sűrűségű rácsot épít fel 49 szinten. Az időjárási adatokban várható változást 5 perces időlépcsőkben becsli a modell, így egy kétnapos előrejelzés 576 lépésben fut le: ennyiszer kell újra és újra elvégezni a gépnek a számításokat, 5 644 800 adatpontra. Erre pedig pontosan naponta kétszer 1 óra áll rendelkezésre, vagyis egyórás ablakok, ahogyan az OMSZ-nél hívják. Ekkor az időzített feladatütemező a gép minden erőforrását a modell rendelkezésére bocsátja, más szoftverek azonnal felfüggesztésre kerülnek.

A pontosság fokozása érdekében a 2007-2008 magasságában bevezetésre kerülő új modell rácssűrűsége 2,5 kilométerre csökken, a szintek számát 75-re emelik, ennek megfelelően pedig 1 percre csökken egy időlépcső hossza. Ezzel azonban közel nyolcvanszoros számítási tömeget kapnánk, ami teljességgel elfogadhatatlan. Ezért az OMSZ kutatói a korábban Európa méretű lefedettséget Magyarország területére szűkítik, az előrejelzés hosszát pedig 36 órára limitálják, így végül nagyjából ötszörös arányt kapunk.

A cikk több oldalból áll:
Facebook
Adatvédelmi okokból az adott hír megosztása előtt mindig aktiválnod kell a gombot! Ezzel a megoldással harmadik fél nem tudja nyomon követni a tevékenységedet a HWSW-n, ez pedig közös érdekünk.