Supertietokone tehostanee sääennusteita jopa kaupunginosien tarkkuuteen

Rankkasateet aiheuttivat suuria vahinkoja Porissa elokuussa 2007. Kuva Sanna Heikintalo / Lehtikuva.

Kun sään ennustamiseen käytettävän supertietokoneen teho kasvaa 20-kertaiseksi, sääennusteiden pitäisi tulla 20 kertaa entistä tarkemmiksi. Vai kuinka?

Saattaa olla noin, mutta sääennusteiden ja supertietokoneiden kertolaskusäännöt menevät hieman yli ymmärryksen, kuten pitääkin.

Kun Ilmatieteen laitos saa käyttöönsä uuden hienon Cray-supertietokoneen, joka on 20 kertaa entistä nopeampi, sääennusteet valmistuvat kaksi kertaa entistä nopeammin ja niiden erotuskyky paranee hieman yli kaksinkertaiseksi. Koko Euroopasta pystytään tuottamaan kahden vuorokauden ennusteita 7,5 kilometrin erotuskyvyllä, nykyisin 16,5 kilometrin sijasta.

Sään ennustamisen lisäksi jumalanmyllyä käytetään koko maailman ilmastonmuutoksen tutkimiseen ja sillä pystytään laskemaan myös radioaktiivisten tai muuten vaarallisten aineiden leviämismalleja.

Säämallit lasketaan tarkoin määritellyiltä maantieteellisiltä alueilta, joita kuvaa laskentapisteistä koostuva kolmiulotteinen verkko. Sen jokaisessa solmupisteessä ratkaistaan ilmakehän tilan muutoksia koskevat yhtälöt, ja tulokseksi saadaan malli sään tärkeimmistä piirteistä, kuten lämpötilasta, ilmanpaineesta, tuulen nopeudesta ja kosteudesta. Kun malli ajetaan supertietokoneella, toisesta päästy putkahtaa ennustus.

Uuden koneen voimin voidaan ottaa tosikäyttöön myös hyvin laaja ja monimutkainen, rajuja sääilmiöitä ennustava Arome-hienohilamalli, joka on tähän asti ollut testikäytössä. Sen tavoitteena on ennustaa esimerkiksi rankkasateita tai ukkospuuskia kaupunginosan tarkkuudella.

Uuden supertietokoneratkaisun suunnittelee ja hankkii vielä tänä syksynä tieteen tietotekniikan keskus CSC Otaniemessä. Koneen lasketaan riittävän sääennusteiden laskentatarpeisiin noin neljäksi vuodeksi.

Koska sää on yhtä kaaosta ja ennusteissa jokainen mittaustulos vaikuttaa toisiin, laskettavaa piisaa. Uusi kone selviää täydellä höyryllä noin 34 000 miljardista laskutoimituksesta sekunnissa (34,6 Tflops), ja tarvittaessa siihen saadaan lisäkapasiteettia CSC:stä. Laskenta-aikaa varataan myös CSC:n Louhi-supertietokoneelta (Cray XT4/XT5), joka hankittiin viime syksynä.

Aiheesta lisää
Suomen uusin supertietokone käsittelee satatuhatta miljardia laskutoimitusta sekunnissa (Suomenkuvalehti.fi 24.10.2008)