【涨知识】你说会下雨，我便备好伞

7月前浏览3379

本文摘要（由AI生成）：

文章概述了天气预报技术的发展历程，从依赖电视到智能手机普及带来的便捷获取。科学家自17世纪起用仪器测量天气，电报的出现扩大了数据利用范围。现代技术如高性能计算（HPC）系统，特别是Altair PBS Pro负载管理技术，提高了预报的精确度和及时性。全球气候中心和研发机构投资千兆级HPC资源，推动天气预报精确度提升。文章对未来科技持乐观态度，期待更多创新实践分享。

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看到上面这张照片，亲不亲切？那时候，网络还不发达，大家每晚守在电视机前，等待着新闻联播后的《天气预报》，明天要不要带伞？该穿多少衣服？都指着它呢。

或许你也有过这样的经历，预报说了要下雨，却是艳阳高照，说了是晴天，却被淋了个彻底！

而如今随着智能手机普及，大家多习惯于在手机上查看天气预报，并且可以精确每个小时的温度、降水量等信息。那么，是什么技术在推动着天气预报越发精确的呢？

17世纪初，科学家开始使用科学仪器（比如气压表）来测量天气状态，并使用这些数据来做天气预报。但很长时间里人们只能使用当地的气象数据来做天气预报，因为当时人们无法快速地将数据传递到远处。1837年电报被发明后人们才能够使用大面积的气象数据来做天气预报。

1922 年，英国数学家Richardson 提出利用 6.4万台人工计算机来预测“实时”天气（人工计算相当于每100秒完成计算一次，即0.01FLOPS）。

每天进行多次天气预报，需要强大的计算机设施和对操作弹性的全天候关注。对天气预报的计算需要对一整套复杂的前后处理作业、求解器作业进行安排。

试想一下，如果天气预报变成了马后炮，那你是不是再也不想理它了~所以，及时精准的预测是极为重要的。

气候预测则需要更大能力、更长期的计算工作。

等等，气候预测？跟天气预报有什么区别呀，混乱了啊小汰~

“天气预报”是具体天气状况的预报，一般仅限于对大气圈和水圈物理过程的分析；而“气候预测”则是某时段内气候要素和天气状况平均统计量的预测，必须考虑包括大气、海洋、大陆、冰雪、生物圈等在内的气候系统内能量和物质交换以及天文因子的影响。

计算机同步进行天气预报和气候预测，会不会因为任务分配而打起来啊？

不会哦，高性能计算（HPC）系统可以轻松解决这个担忧~

在高性能计算（HPC）系统上进行天气预报和气候预测这一复杂工作流程是 Altair PBS Professional® (PBS Pro) 负载管理技术发挥重要作用的地方。它能胜任诸如天气和气候预报等 HPC 应用。它使用户能够应对一系列资源冲突的运营挑战，这些挑战来自于诸如大量并发高优先级的作业、复杂的混合作业和研发负载，以及突发的紧急情况或其他高优先级作业。

PBS Pro 支持对常规计算需求（例如天气预报）进行预留与定期预留。它还提供自动故障切换和 100% 健康检查框架，以便在故障造成问题之前检测到并减轻故障。

灵活调度策略意味着最优先作业（天气预报）按时完成，而二级优先作业（气候预测）能够适当穿插进行，从而最大限度地利用 HPC 资源。此外，PBS提供了开放的架构以满足独特的需求。用户可以插入第三方工具，甚至可以更改 PBS Pro 的运行方式。

Altair私有云和公有云解决方案

让HPC的使用更加轻松

如今，全球的气候中心都在投资千兆级的HPC，用于发布更精准的天气预报。英国气象局 (Met Office)正在实施多个 Cray XC 超级计算机和 Cray Sonexion 存储系统。在多个阶段全面实施后，系统运算效能将达到每秒计算23000万亿次。

英国气象局利用 1000 多万个天气观测点和一个先进的大气模型，每天可提供 450 万条以上的天气预报和简报信息并提供给各类机构。

除气象中心外，研发机构也利用HPC来推进气象学的发展。如美国大学大气研究联盟 (UCAR) ，它是由 100 多个北美成员高校组成的非盈利性联盟，代表国家科学基金会管理国家大气研究中心（NCAR）。NCAR 在大气和地球系统科学方面进行合作研究，其计算和信息系统实验室 (CISL) 为 NCAR 管理所有的 HPC。该实验室近期配置了 Silicon Graphics Inc.(SGI) 超级计算机，该系统名为 Cheyenne。