前不久，英國政府宣布撥款12億英鎊（約合102億人民幣），用于研發(fā)新一代超級計算機，以便在2022年獲得全球性能最強的天氣預(yù)報超算。

提到超算，人們自然而然會聯(lián)想到它被用于航天、勘探、生命科學(xué)等“高大上”的領(lǐng)域。然而，鮮為人知的是，天氣預(yù)報也是超算應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。

“在觀測資料的收集和分析，以及數(shù)值天氣預(yù)報這兩個天氣預(yù)報的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中，超算扮演著至關(guān)重要的角色?！敝袊鴼庀缶謹?shù)值預(yù)報中心高級工程師管成功說。

具體來講，首先，大氣觀測數(shù)據(jù)來源于地基、空基觀測。地基觀測主要包括常規(guī)氣象觀測臺站進行的氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)力等的觀測，以及運用雷達獲得雷達回波信息?？栈^測則主要是利用極軌衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星獲取衛(wèi)星輻射率信息。將紛繁復(fù)雜的觀測資料梳理得井然有序，再與常規(guī)數(shù)據(jù)進行組合，調(diào)整為最接近真實情況的大氣狀態(tài)，這都需要超級計算機提供大力支持。

“其次，在獲得地球大氣觀測數(shù)據(jù)后，氣象部門將根據(jù)大氣當(dāng)前狀態(tài)與周邊環(huán)境，求取未來等間隔時間點的天氣要素值，從而獲得未來天氣狀態(tài)?！惫艹晒φf。

氣象事業(yè)發(fā)展之初，制作天氣預(yù)報以天氣圖為主要工具，需要填圖員把數(shù)以萬計乃至數(shù)十萬計的數(shù)據(jù)、符號一個個填在天氣圖上，再由預(yù)報員進行手工分析。這種預(yù)報結(jié)論有很強的主觀性，預(yù)報精準(zhǔn)度和時效受到了極大限制。

數(shù)值天氣預(yù)報的出現(xiàn)，很快成為預(yù)報員們做出更為客觀準(zhǔn)確的天氣預(yù)報的重要參考。隨著數(shù)值預(yù)報技術(shù)和高性能計算機的發(fā)展，我國的現(xiàn)代化數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)于上世紀80年代正式開展。

從最初的水平分辨率300公里到現(xiàn)在水平分辨率3公里的數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)，離不開高性能計算機的一路相隨。目前我國自主研發(fā)的數(shù)值天氣預(yù)報系統(tǒng)——GRAPES系列預(yù)報系統(tǒng)已在“派-曙光”上日夜兼程地運轉(zhuǎn)。使我國天氣預(yù)報水平贏得了更多的贊譽。以臺風(fēng)為例，正是有了超級計算機、風(fēng)云衛(wèi)星等高科技手段的支撐，近年來，我國臺風(fēng)路徑預(yù)報24小時誤差穩(wěn)定在70公里左右，各時效預(yù)報全面超過美國和日本，達國際領(lǐng)先水平。同樣，降水、雷電、霧-霾、沙塵等預(yù)報預(yù)測準(zhǔn)確率也整體得到提升。

隨著數(shù)值天氣預(yù)報和高性能計算機的協(xié)同發(fā)展，區(qū)域范圍內(nèi)的數(shù)值預(yù)報精度將會進一步提高，這意味著，未來無論你身在城市的哪個角落，你所獲取的天氣預(yù)報都會是你周圍一公里甚至是更小范圍內(nèi)的天氣情況。（摘自《科技日報》）