天氣就這樣被超算“算計”了

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報超算。

提到超算，人們自然而然會聯想到它被用于航天、勘探、生命科學等“高大上”的領域。然而，鮮為人知的是，天氣預報也是超算應用最廣泛的領域之一。

“在觀測資料的收集和分析，以及數值天氣預報這兩個天氣預報的關鍵環節中，超算扮演著至關重要的角色。”中國氣象局數值預報中心高級工程師管成功說。

具體來講，首先，大氣觀測數據來源于地基、空基觀測。地基觀測主要包括常規氣象觀測臺站進行的氣溫、氣壓、濕度、風力等的觀測，以及運用雷達獲得雷達回波信息。空基觀測則主要是利用極軌衛星和靜止衛星獲取衛星輻射率信息。將紛繁復雜的觀測資料梳理得井然有序，再與常規數據進行組合，調整為最接近真實情況的大氣狀態，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據后，氣象部門將根據大氣當前狀態與周邊環境，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。”管成功說。

氣象事業發展之初，制作天氣預報以天氣圖為主要工具，需要填圖員把數以萬計乃至數十萬計的數據、符號一個個填在天氣圖上，再由預報員進行手工分析。這種預報結論有很強的主觀性，預報精準度和時效受到了極大限制。

數值天氣預報的出現，很快成為預報員們做出更為客觀準確的天氣預報的重要參考。隨著數值預報技術和高性能計算機的發展，我國的現代化數值天氣預報業務于上世紀80年代正式開展。

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

隨著數值天氣預報和高性能計算機的協同發展，區域范圍內的數值預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，你所獲取的天氣預報都會是你周圍一公里甚至是更小范圍內的天氣情況。（摘自《科技日報》）