3 月 19 日訊，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。

　　這項 12 億超級計算機投資的第二階段預計將在 2032 年完成，屆時可望讓超級運算性能至少再提升 3 倍。預計在整個 10 年期間，該超級運算性能的合約價值約為 8.54 億英鎊，其他成本還包括對觀測網絡的投資，以及利用超級計算機的功能和計劃辦公室的營運成本。

　　為什么說氣象預報需要超級計算機？

　　是因為氣象需要實時處理、存儲、查詢、分析和統計海量氣象數據。比如從太平洋上空流向大陸的氣團，可能要飛行兩到三天才能到達深圳。深圳市氣象局利用衛星觀測數據，在深圳超算中心，將氣團的加速度、邊界條件都計算出來，就能夠預測氣團到達深圳的時間與強度，再根據華南地區的氣象數據作出綜合判斷——溫度高就潮一潮，溫度低就變成降雨，或者是強風暴雨。

　　大規模與高精度的大氣數值模式計算，必須依靠大型的高性能計算機。

　　在資料收集和數值預報中超算是強助攻

　　“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。

　　以人們比較關注的臺風為例，通俗地講，就是把大氣和臺風運動，用一組大氣運動方程組描述出來，氣壓、風、溫度、濕度等數據是方程組的已知條件，天氣系統的變化（包括臺風運動、強度的變化等）是方程的未知數，計算這個龐大的方程組單靠人力很難完成。

　　在這個過程中，需要對地球表面的大氣進行立體網格化處理。網格越細，預報的精度越好。

　　“就我國自主研發的 GRAPES 數值天氣預報模式來講，目前中國大地上均勻分布有近 400 萬個格點需要進行數值計算。沒有超級計算機，這些工作根本無法在有限的時間內順利完成。”中國氣象局數值預報中心副主任沈學順補充說。

　　我國氣象事業從手工畫圖到智能化預報

　　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。”談及這些，管成功頗為自豪。

　　還是以臺風為例，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。

　　“一公里內”精準預報未來可期

　　準備旅游，未出門就收到目的地的天氣預報；要滑雪，可隨時了解風向、積雪深度等各種天氣指數；騎上共享單車，從 APP 里就能輕松獲知沿途天氣情況……相信很多人都對這種精準的氣象服務充滿期待。

　　“這種期待都會變為現實，未來天氣預報只會更懂你。”沈學順說，隨著數值天氣預報和高性能計算的協同發展，區域范圍內的數值預報精度將會進一步提高，“未來全球預報的模式分辨率將達到 3—5 公里、區域或局地預報的模式分辨率將達到 100—1000 米。”

　　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。“屆時，天氣預報將會為社會經濟發展和人民生命安全提供更強有力的保障。”對此，沈學順充滿信心。

　　新超級計算機還將用于確保小區能夠更妥善地為極端天氣做好準備，這包括更精密的降雨預測，有助于快速部署防洪系統；讓機場進行更好的預測，以便為潛在的斷電作好計劃；以及為能源部門提供更詳細信息，協助其減輕潛在的能源中斷和突波等影響。新的超級計算機也將增強英國的超級運算和數據技術能力，推動整個超級運算、數據科學、機器學習和人工智能(AI)領域的創新和技術。