La supercomputadora suiza permite simulaciones climáticas ultra precisas - Calendae | Informática, Electrónica, CMS, Ciberseguridad

La supercomputadora suiza permite simulaciones climáticas ultra precisas

Hola, ¿qué tal colega?. Soy Simón Sánchez y esta vez vamos a hablar sobre La supercomputadora suiza permite simulaciones climáticas ultra precisas

A medida que el humo de los incendios récord de la costa oeste se derrama por todo el mundo y las tormentas tropicales continúan formándose a un ritmo sin precedentes, el estado del clima mundial se cierne una vez más en el ojo público. Debido a la naturaleza extremadamente compleja e interconectada de los sistemas climáticos, gran parte del trabajo para comprender lo que está sucediendo, por qué está sucediendo y cómo detenerlo se realiza en supercomputadoras, pero las limitaciones en la potencia informática históricamente han obstaculizado la resolución de estas simulaciones cruciales. Ahora, un equipo de científicos climáticos de ETH Zurich ha aplicado el poder de la supercomputación para generar simulaciones climáticas de ultra alta resolución que abarcan toda Europa y el Océano Atlántico central.

Al analizar el clima y el tiempo, las resoluciones toscas pueden plantear serios problemas, inhibiendo el modelado de cuerpos cruciales como nubes y tormentas. La tosquedad de características como estas, a su vez, produce ondas en las simulaciones que conducen a enormes incertidumbres. Las estimaciones de futuros aumentos de temperatura si el CO2 atmosférico se duplica, por ejemplo, fluctúan entre 1,5 ° C y 4,5 ° C, un rango enorme que Christoph Schär, profesor de ciencia climática en ETH Zurich, dice «es principalmente debido a la baja resolución de los modelos climáticos actuales, los mejores de los cuales a menudo todavía funcionan con un amplio espaciado de cuadrícula de 12 a 50 kilómetros.

Schär y sus colegas se propusieron cambiar este paradigma. Trabajaron con el Centro Nacional de Supercomputación de Suiza (CSCS) y MeteoSwiss (la oficina meteorológica nacional de Suiza) para adaptar el popular modelo meteorológico COSMO (anteriormente exclusivo para CPU) para su uso en GPU, una medida que dijo Schär. «hace que los cálculos sean más eficientes, rápidos y costos más bajos».

Con el código en la mano, los científicos recibieron una asignación de tiempo de supercomputadora de la Asociación para la Computación Avanzada en Europa (PRACE): específicamente, el sistema Piz Daint de CSCS. Piz Daint, un sistema Cray, contiene 5.704 nodos XC50 (cada uno con una CPU Intel Xeon E5-2690 y una GPU Nvidia Tesla P100), así como 1.813 nodos XC40 (cada uno con dos CPU Intel Xeon E5-2695). Piz Daint ofrece 21.2 petaflops Linpack, lo que la coloca entre las diez supercomputadoras más poderosas clasificadas públicamente según la lista Top500 más reciente.

Usando COSMO y Piz Daint, los investigadores lograron un salto impresionante: generaron proyecciones climáticas de la mayor parte de Europa (incluidas áreas de Escandinavia, el Mediterráneo y África) con una resolución ultraprecisa de 2,2 kilómetros. Esta resolución más fina permitió a los investigadores hacer nuevas determinaciones, por ejemplo, que los eventos de precipitación por hora aumentarán en intensidad en un 7% por cada grado de aumento de temperatura.

«En Europa, estamos interesados ​​principalmente en las fuertes lluvias a corto plazo, ya que ocurren con frecuencia en el verano», dijo Schär. Con base en los resultados, dijo, «la infraestructura hídrica debería por tanto adaptarse a lluvias más frecuentes y violentas».

Otro elemento crucial de las nuevas simulaciones fue una estimación más precisa del albedo, una propiedad que describe cuánto refleja la luz solar una superficie. La representación más precisa de las nubes (que tienen un albedo relativamente alto) de las nuevas simulaciones ayudó a los investigadores a medir su albedo total más de cerca y mostrar que incluso pequeñas diferencias en estos valores pueden tener enormes efectos.

La diferencia en la representación de la cobertura de nubes entre una simulación de 12 km (izquierda) y una simulación de 2 km (derecha). Imagen cortesía de los investigadores.

«Esto significa que debemos comprender incluso los cambios más sutiles en la cobertura de nubes tropicales y las propiedades de las nubes para generar proyecciones precisas», dijo Schär. «Con la capacidad de utilizar modelos a escala de kilómetros en áreas mucho más grandes, nos hemos acercado mucho más a lograr este objetivo».

Sin embargo, dijo Schär, «todavía tenemos un largo camino por recorrer». Incluso con el salto de resolución de los científicos, las simulaciones se han limitado a Europa, una lente que deberá expandirse para incluir al mundo si se quiere crear un modelo climático global verdaderamente preciso.

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