Метеорологічні обчислення

Суперкомп’ютери є провідним елементом прогнозування погоди. По всій земній поверхні розташовано метеостанції, де постійно вимірюються важливі параметри: температура повітря, хмарність, щільність сонячної радіації, вологість, швидкість і напрямки вітру. По всіх океанах вимірюються температури на різних глибинах, швидкість течій, метеозонди вимірюють температуру, вологість повітря й швидкість вітру на різних висотах. Весь цей величезний масив інформації передається в реальному часі на мережі комп’ютерів, де вона проходить первинну фільтрацію (адже деякі датчики можуть взагалі вийти з ладу або передавати неправдиву інформацію). Після цього відфільтрована інформація подається на суперкомп’ютери, які в реальному часі розв’язують системи диференціальних рівнянь тепломасопереносу з мільйонами змінних параметрів.

Сьогодні по цілому світі сотні метеорологічних станцій запускають повітряні кулі з радіозондами — приладами, котрі вимірюють стан атмосфери й передають цю інформацію по радіо на землю. Теж застосовують радари. Завдяки тому що краплини води та кристалики льоду, які є в хмарах, відбивають радіохвилі, метеорологи можуть визначити напрям бурі.
З появою комп’ютерів довгі розрахунки почали проводити швидко. Метеорологи, застосувавши методи обчислення Річардсона, створили складну числову модель — ряд математичних рівнянь, які охоплюють всі відомі фізичні закони, що керують погодою.
Щоб застосовувати ці рівняння, синоптики умовно поділили поверхню землі, створивши сітку координат.
Нині Метеорологічна служба Великобританії, роблячи всесвітні прогнози погоди, використовує сітку координат, умовні лінії якої пролягають на відстані приблизно 80 кілометрів одна від одної.
Комп’ютер опрацьовує дані, що надходять зі спостережних станцій по цілій планеті,— всього їх є понад 3500,— а тоді складає всесвітній прогноз погоди на найближчі 15 хвилин. Потім він швидко вираховує, яка буде погода у наступні 15 хвилин. Повторюючи це багато разів, комп’ютер лише за чверть години може передбачити погоду в усіх куточках Землі на шість днів наперед.
Щоб зробити детальніший і точніший місцевий прогноз погоди, Метеорологічна служба Великобританії використовує дещо іншу модель, котра охоплює північну частину Атлантичного океану та Європу. Згідно з тією моделлю, точки координат є на віддалі приблизно 50 кілометрів одна від одної. Теж існує модель, розрахована лише на Британські острови та довколишні моря, за якою цю територію поділено на 262 384 координати, розміщені за 15 кілометрів одна від одної, а показники вимірюють на 31 різному рівні висоти!

Джерела:
AGRO TIMES