Teoria probabilităților prognoza pentru ziua de mâine, știință și viață
Teoria probabilităților prognoza pentru mâine
Centrul de calculator de tranziție Roshydromet la tehnologia modernă de calculator.
Puteți spune sigur că fiecare dintre noi cel puțin o dată pe zi, interesat de prognoza meteo. Cu toate acestea, nu toată lumea știe că, în număr redus de temperatură și viteza vântului sunt calcule matematice mai complicate.
La începutul secolului al XX-lea. Savantul englez Lyuis Fray Richardson a sugerat că, cu ajutorul ecuațiilor diferențiale ale sistemelor hidrodinamice pot calcula comportamentul maselor de aer. Cu toate acestea, potrivit estimărilor sale, pentru a avea timp pentru a face timpul de calcul necesar, câteva mii de oameni au luat - în timp ce toate calculele au fost efectuate folosind calculatoare mecanice, sau chiar manual.
Interesant este soarta acestor lucrări. Aflând că armata folosește le-a inventat metode de calcul a eficienței utilizării gazelor otrăvitoare, Richardson a părăsit meteorologie și a distrus munca lor. În următoarele decenii, un model complex de previziune numerică a fost dezvoltat pe baza calculelor lui Richardson - formulele matematice care iau în considerare toate legile cunoscute fizice care guvernează fenomenele meteorologice.
In ultimii ani, știința Hidrometeorologic a făcut pași mari în capacitatea de a anticipa pericolele naturale. De exemplu, modelele regionale dezvoltate în Roshydromet, putem prezice fronturile atmosferice și cicloane, ploi torențiale, grindină, zăpadă, vânturi puternice și alte evenimente neplăcute în scale de la minute la zi, și cu o rezoluție de câțiva kilometri.
Următorul pas - crearea de modele complexe ale planetei noastre, care va lua în considerare nu numai procesele fizice, ci, de asemenea, chimice și biologice ale atmosferei, oceanelor și a solului, precum și interacțiunea lor neliniare. Modele de acest tip pot fi numite modele meteorologice și o nouă generație de climă, precum și cu ajutorul lor, planificat pentru a crea un sistem de predicție „fără sudură“, la intervale de câteva minute până la zeci de ani. Cu toate acestea, pentru calcularea modelelor complexe de putere sistem informatic disponibil nu este suficient, așa că sa decis să se modernizeze.
Primul pas al programului de modernizare a fost instalarea unui nou grup de 15-teraflopsnogo (la sfârșitul anului este planificată pentru a crește puterea de a 30 teraflopi), bazat pe arhitectura avansată a RSK-Tornado. Se compune din 96 de unități de procesare, fiecare dintre acestea - două procesoare Intel Xeon 5680, cu o frecventa de lucru de 3,33 GHz, 48 GB de RAM și SSD hard disk. Caracteristica distinctivă a acestui complex - sistem de răcire cu lichid, care, pentru prima dată în lume, utilizat pentru sistemele bazate pe procesorul Xeon. Datorită acestei răciri a cheltuit maxim 5,7% din totalul sistemului energetic, și înregistrează cu adevărat pentru sistemele informatice din această clasă. (Și încă lansat această căldură calculator va fi suficient pentru a fierbe un butoi de apă!) În plus, un nou grup cu sistemul de răcire ocupă mult mai puțin spațiu decât ei „coleg“ mai vechi și un sistem de ambalare cercetat, care pot fi înlocuite rapid în cazul unui accident ca modulele în sine (și nu necesită alimentare), și procesatorii și memorie în modulul.
Pe măsură ce noua putere de calcul poate ajuta pentru a prezice vremea? Previziunile vor fi corecte sau puteți calcula imediat vremea pentru anul următor? Aceste întrebări pot fi răspuns „da și nu“. Faptul este, nu este întotdeauna posibil să se prevadă exact vreme în orice loc special, la un anumit moment. Natura este prea complex, iar semnificativ impactul pe care îl are asupra omului însuși, astfel încât să simuleze comportamentul maselor de aer cu o precizie absolută, chiar folosind cele mai avansate modele, este aproape imposibil. Dar este posibil să se calculeze probabilitatea de prognoza. Pur și simplu pune, prognoza ar fi: soare, fara precipitatii, cu o probabilitate de 95%. Și odată ce devine clar dacă sunt sau nu să aibă încredere această prognoză sau încă apuca o umbrelă doar în cazul - în cazul în care probabilitatea de prognoza va fi redusă. Avem nevoie de ceva timp pentru a rezolva un sistem de ecuații folosind algoritmi diferiți, sau schimbarea ușor datele inițiale pentru calculul probabilităților. Comparând rezultatele, putem estima acuratețea previziunilor. Se pare că valoarea de calcul crește de mai multe ori, astfel încât probabilistic de prognoză meteo necesită o putere de calcul crescută, de prea multe ori.
Cea mai avansată tehnologie de calculator permite de a salva miliarde de ruble - astfel de ordine estimate pierderi de dezastre naturale - și de a salva vieți prețioase.
Imaginile (de sus în jos): Situație Centrul Hidrometeorologic; Noua Cluster RSC Tornado; modulul de calcul; parte a unui sistem informatic vechi.
