Ponad 700 rdzeni obliczeniowych superkomputera przez kwadrans cztery razy dziennie pracuje pełną parą, żebyśmy dowiedzieli się, jaka pogoda czeka nas w ciągu najbliższych 72 godzin. Tak przygotowuje się prognozę pogody w modelu UM w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego. Była o tym mowa podczas prezentacji Macieja Szpindlera i dr. Macieja Cytowskiego z ICM UW podczas Warszawskiego Festiwalu Nauki.

Jak wyjaśniał dr Maciej Cytowski, przygotowanie prognozy pogody wcale nie jest proste. Potrzebny jest dostęp do mnóstwa zbieranych w Polsce danych o tym, jaka jest pogoda w różnych miejscach. To nie tylko dane o temperaturze, ciśnieniu, opadach, wietrze, zachmurzeniu czy wilgotności z wielu naziemnych stacji pomiarowych, ale i informacje zebrane w powietrzu dzięki balonom atmosferycznym. Do prognozy pogody konieczne są także informacje o tym, co dzieje się w atmosferze na terenach wokół Polski, ale i w innych częściach świata. To tzw. dane brzegowe opracowywane zwykle przez zagraniczne agencje.

"Z aktualnego stanu atmosfery można obliczyć prognozę pogody krótkoterminową, na najbliższy czas" - powiedział dr Cytowski. Wyjaśnił, że do tego niezbędne są jednak jak najlepsze matematyczne modele opisujące oddziaływania fizyczne, jakie zachodzą w atmosferze. Taki model - choćby nawet najlepszy - musi się jednak wiązać z pewnymi uproszczeniami. Te uproszczenia sprawiają, że prognoza na coraz dalsze dni ma coraz mniej wspólnego z rzeczywistością i przestaje być wiarygodna. Dlatego prognozy na więcej niż 3-4 dni zwykle nie mają już dużej sprawdzalności.

W dodatku różne instytucje zajmujące się prognozowaniem pogody stosować mogą różne modele dotyczące prognoz. To właśnie sprawia, że prognoza prezentowana w różnych serwisach może się diametralnie różnić. Nawet w Interdyscyplinarnym Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego prognozy pogody przygotowuje się w dwóch modelach: w Unified Model (UM) opracowanym przez brytyjską służbę meteorologiczną Met Office oraz w modelu COAMPS z US Naval Research Laboratory. Obie prognozy udostępniane są w serwisie www.meteo.pl. Najświeższe prognozy - jak zdradził badacz - udostępniane są obecnie na stronie instytutu codziennie ok. godziny 7, 12, 19 i 24.

Dr Maciej Cytowski opowiedział, że prognoza pogody ICM w Modelu UM przygotowywana jest z rozdzielczością 4 km. Wyjaśnia, że mapa Polski i najważniejszych okolic podzielona jest na kwadraty o promieniu 4 km. Siatka w poziomie liczy 498x616 punktów. Dodatkowo jednak każdy z punktów podzielonych jest na 70 pionowych przekrojów. W końcu pogoda jest zależna od tego, jak poruszać się będą masy powietrza w trójwymiarowej przestrzeni. Model musi więc policzyć, co będzie się działo w kolejnych odcinkach czasu w ponad 19 mln punktach. "W miejscach tych wyliczane są konkretne wartości, które nas interesują, w kolejnych odcinkach czasu" - wyjaśnił Cytowski.

Aby prognozować, jaka temperatura będzie w danym punkcie w pewnej chwili, trzeba wiedzieć mnóstwo rzeczy, m.in., jaka temperatura była chwilę wcześniej w sąsiadujących punktach, w którą stronę wieje wiatr albo czy są obecne chmury i na jakiej wysokości. To ogromne obliczenia, które trzeba jeszcze odpowiednio skoordynować. Dr Cytowski przyznał, że dla naukowców dużym wyzwaniem jest m.in. to, by sprawnie podzielić te skomplikowane operacje pomiędzy pracę setek procesorów. Nie może być przecież tak, że np. wszystkie procesory będą czekać na wyniki tylko jednego procesora, najbardziej obciążonego obliczeniami.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

lt/ mki/