16:39
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cercetător: Modelele climatice pot rula luni de zile pe supercalculatoare, dar noul meu algoritm le poate face de zece ori mai rapide

_ Cercetător: Modelele climatice pot funcționa luni de zile pe supercalculatoare — dar noul meu algoritm le poate face de zece ori mai rapide

Modelele climatice sunt unele dintre cele mai complexe componente de software scrise vreodată, capabile să simuleze un număr mare de părți diferite ale sistemului general, cum ar fi atmosfera sau oceanul. Multe au fost dezvoltate de sute de oameni de știință de-a lungul deceniilor și sunt în mod constant adăugate și rafinate. Ele pot rula pe peste un milion de linii de cod de computer - zeci de mii de pagini tipărite.

Nu este surprinzător, aceste modele sunt scumpe. Simulările durează, frecvent câteva luni, iar supercalculatoarele pe care rulează modelele consumă multă energie. Dar un nou algoritm pe care l-am dezvoltat promite să facă multe dintre aceste simulări ale modelelor climatice de zece ori mai rapid și, în cele din urmă, ar putea fi un instrument important în lupta împotriva schimbărilor climatice.

Un motiv pentru care modelarea climatică durează atât de mult este că unele dintre procesele simulate sunt intrinsec lente. Oceanul este un bun exemplu. Este nevoie de câteva mii de ani pentru ca apa să circule de la suprafață la adâncimea oceanului și înapoi (dimpotrivă, atmosfera are un „timp de amestecare” de săptămâni).

De când au fost dezvoltate primele modele climatice în anii 1970, oamenii de știință și-au dat seama că aceasta va fi o problemă. Pentru a utiliza un model care să simuleze schimbările climatice, acesta trebuie pornit de la condițiile reprezentative înainte ca industrializarea să ducă la eliberarea de gaze cu efect de seră în atmosferă.

Pentru a produce un astfel de echilibru stabil, oamenii de știință „spin-up” „modelul lor, lăsându-l să funcționeze până când nu se mai schimbă (sistemul este atât de complex încât, ca în lumea reală, unele fluctuații vor fi întotdeauna prezente).

O condiție inițială cu „derire” minimă este esențial pentru a simula cu acuratețe efectele factorilor provocați de om asupra climei. Dar datorită oceanului și altor componente lente, acest lucru poate dura câteva luni chiar și pe supercomputere mari. Nu e de mirare că oamenii de știință din domeniul climei au numit acest blocaj una dintre „marile provocări” ale domeniului lor.

V-ați putea întreba „de ce să nu folosiți o mașină și mai mare?” Din păcate, nu ar ajuta. Simplist, supercalculatoarele sunt doar mii de cipuri de computer individuale, fiecare cu zeci de unități de procesare (CPU-uri sau „nuclee”) conectate între ele printr-o rețea de mare viteză.

Una dintre mașinile pe care le folosesc are peste 300.000 de nuclee și poate efectua aproape 20 de cvadrilioane de operații aritmetice pe secundă. (Evident, este împărtășit de sute de utilizatori și orice simulare individuală va folosi doar o mică parte a mașinii.)

Un model climatic exploatează acest lucru prin subîmpărțirea suprafeței planetei în regiuni mai mici - subdomenii - calculele pentru fiecare regiune fiind efectuate simultan pe un procesor diferit. În principiu, cu cât aveți mai multe subdomenii, cu atât mai puțin timp ar trebui să dureze pentru a efectua calculele.

Asta este adevărat până la un punct. Problema este că diferitele subdomenii trebuie să „știe” ce se întâmplă în cele alăturate, ceea ce necesită transmiterea de informații între cipuri. Aceasta este mult mai lent decât viteza cu care cipurile moderne pot efectua calcule aritmetice, ceea ce oamenii de știință numesc „limitarea lățimii de bandă”. (Oricine a încercat să transmită în flux un videoclip printr-o conexiune lentă la internet va ști ce înseamnă asta.)

Există, prin urmare, profituri în scădere din a arunca mai multă putere de calcul la problemă. Modelele oceanice suferă în special de o „scalare” atât de slabă.

De aici intervine noul algoritm de computer pe care l-am dezvoltat și publicat în Science Advances. Promite să reducă dramatic timpul de rotație al oceane și alte componente ale modelelor de sistem pământesc. În testele pe modele climatice tipice, algoritmul a fost în medie de aproximativ zece ori mai rapid decât abordările actuale, scăzând timpul de la multe luni la o săptămână.

Timpul și energia pe care acest lucru le-ar putea economisi pe oamenii de știință climatic sunt valoroase în sine. Dar posibilitatea de a crea modele rapid înseamnă, de asemenea, că oamenii de știință le pot calibra în funcție de ceea ce știm că s-a întâmplat de fapt în lumea reală, îmbunătățindu-le acuratețea sau pentru a defini mai bine incertitudinea în proiecțiile lor climatice. Spin-up-urile necesită atât de mult timp încât niciunul nu este fezabil în prezent.

Noul algoritm ne va permite, de asemenea, să realizăm simulări cu mai multe detalii spațiale. În prezent, modelele oceanice de obicei nu ne spun nimic despre caracteristici mai mici de 1º lățime în longitudine și latitudine (aproximativ 110 km la ecuator). Dar multe fenomene critice din ocean au loc la scari mult mai mici - de la zeci de metri la câțiva kilometri - și o rezoluție spațială mai mare va duce cu siguranță la proiecții climatice mai precise, de exemplu, creșterea nivelului mării, furtunile și intensitatea uraganelor.

La fel ca atâtea cercetări „noi”, se bazează pe o idee veche, în acest caz una care se întâlnește cu secole în urmă, la matematicianul elvețian Leonhard Euler. Denumită „accelerare de secvență”, vă puteți gândi la utilizarea informațiilor din trecut pentru a extrapola către un viitor „mai bun”.

Printre alte aplicații, este utilizat pe scară largă de chimiști și de cercetătorii materialelor pentru a calcula structura atomilor. și molecule, o problemă care se întâmplă să ocupe mai mult de jumătate din resursele de supercalculatură ale lumii.

Accelerarea secvenței este utilă atunci când o problemă este de natură iterativă, exact ce este spin-up-ul modelului climatic: alimentați rezultatul. de la model înapoi ca intrare în model. Clătiți și repetați până când rezultatul devine egal cu intrarea și v-ați găsit soluția de echilibru.

În anii 1960, matematicianul de la Harvard D.G. Anderson a venit cu o modalitate inteligentă de a combina mai multe ieșiri anterioare într-o singură intrare, astfel încât să ajungeți la soluția finală cu mult mai puține repetări ale procedurii. Aproximativ de zece ori mai puțin decât am găsit când am aplicat schema lui la problema spin-up.

Dezvoltarea unui nou algoritm este partea ușoară. A-i face pe alții să-l folosească este adesea cea mai mare provocare. Prin urmare, este promițător că Ministerul Meteorologic al Marii Britanii și alte centre de modelare a climei îl încearcă.

Următorul raport major IPCC urmează să fie programat în 2029. Pare departe, dar având în vedere timpul necesar dezvoltă modele și efectuează simulări, pregătirile sunt deja în curs. Coordonate de o colaborare internațională cunoscută sub numele de Proiectul de intercomparație cu modele cuplate, aceste simulări vor sta la baza raportului. Este interesant să mă gândesc că algoritmul și software-ul meu ar putea contribui.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

Încă unii care au încălcat grav legea executând o Lovitură de Stat: Biroul Electoral Central (BEC) nu are dreptul de a anula complet alegerile la nivel național.

Căcărău din Isaccea alias Crin Antonescu vorbește de eliminarea stalinistă a candidaților ca și cum ar scuipa guma din gura. Nu ți-e rușine Căcărău?

_ Explosion Rocks Portul din Miami

Evenimentul Zilei niste lichele care în frunte cu Andronic și Curelea aplauda lovitura de stat și mârșăvia prin care oamenilor li s-a luat dreptul la vot

_ Ne-am mutat pe o barcă de canal... iată de ce am decis să facem pasul - și cum arăta prima noastră zi la bord

_ National Lottery launches one million lottery tickets in TEAM Romania campaign dedicated to Paris Olympics

_ FOTO | Centre comerciale istorice din București urmează să se transforme: Clădirile din 'epoca de aur' vor avea un alt rol

_ Actrița Broadchurch este de nerecunoscut în timp ce se transformă într-un cupru fără prostii pentru serialul de comedie ITV - poți ghici cine este?

_ Traian Băsescu: Georgescu e un șarlatan care se vede Mesia. A avut afaceri cu Mazăre și Nicușor Constantinescu

_ FARRAH STORR: Masculinitatea a fost asediată în ultimul deceniu și băieții s-au săturat de ea. Așa că cel mai rău lucru pe care să le spui este... să fii mai mult ca fetele!

_ Faceți cunoștință cu Sophie Rain, tânăra vedetă OnlyFans care a câștigat 43 de milioane de dolari într-un an

_ Legislația stângii va distruge democrația americană

_ Adina Vălean, despre data aderării României la Shengen: 'Cred că, de fapt, nimeni nu ştie, poate doar Austria'

_ Echipele sunt pregătite pentru al treilea război mondial

_ Ce este energia întunecată? În interiorul universului nostru accelerat și în expansiune

_ Leo Hohmann: Raportează solicitările de limitări ale călătoriilor aeriene

Pentru prima dată în 34 de ani se joacă pe față: SOROȘ CONTRA RESTUL ȚĂRII

_ „Trebuie să se vorbească despre asta mai devreme”: Unii copii au menstruație la 8, cu ani înainte ca menstruația să fie predată la școală

_ Fostul campion mondial de F1 schimbă șoc cariera după ce a părăsit sportul

Călin Georgescu are dreptate: O companie din Elveția are cele mai multe nave din Europa, peste 800 de nave

_ Tot ce poate merge prost cu sânii tăi - și ce să faci în privința asta: ghidul definitiv al DR PHILIPPA KAYE

_ GEORGE FRIEDMAN: Pescuitul şi cel de-al patrulea ciclu instituţional

Sorina Matei despre Lovitura de Stat : Care Putin? Sistemul de la noi se comporta MAI RAU ca Putin

Primele douăzeci de companii maritime din lume

_ Exxon amenință că va scoate miliarde de dolari în investiții climatice din UE

_ Refacerile clasicelor TV britanice care sunt MAI BUNĂ decât originalele și unde să le vizionați în streaming (și emisiunile care au fost mai bune prima dată)

_ Judecătorul Joe Brown se oprește cu Barack Obama și �Lowdown Scummy Bastard� și �Piece of Urban Trailer Park Trash� Joe Biden �ntr-un interviu exploziv (VIDEO)

_ ROSIE GREEN: TOATE soluțiile de care veți avea nevoie vreodată pentru pielea uscată în această iarnă

_ SICK: un ofițer de poliție din Pennsylvania acuzat că a violat un copil de 1 an � c�ine �nvinovățit �n mod fals pentru rănile copilului

_ Mandisa, câștigătoarea premiului Grammy și concurentă la American Idol, a murit la vârsta de 47 de ani

_ Actualizare: Adolescentul din Missouri, bătut cu brutalitate, are leziuni cerebrale severe – leziuni ale lobului frontal – și fractură craniului

_ Dem NY care a votat pentru legea menită să-l susțină pe președintele Trump acum spune că legea este neconstituțională după procesul de viol �mpotriva lui

_ Ryan Garcia sărbătorește victoria șocantă în fața lui Devin Haney, sugerând că lunile sale de bufnii bizare au fost cumva doar un act: „Hai, băieți, chiar credeți că sunt nebun?”

_ Fanii Netflix sunt încântați de filmul „miraculos, de văzut” despre „eroi cărora le suntem cu toții datori”, în timp ce scenele emoționante îi fac să plângă

_ Vacanța noastră la plajă din Egipt a fost ieftină în comparație cu mediul Mediteran, cu apartamente sub 100 GBP pe noapte și mese de familie care costă doar 30 GBP

_ Întorsătura din saga Christian Horner pe care puțini au văzut-o venind - și ce ar putea sugera o semnare prin e-mail în jurul viitorului său, scrie JONATHAN McEVOY

_ Depozitul de gaz din Europa se golește la cel mai rapid ritm din 2016

_ Florin Barbu: Au început lucrările de modernizare la Sadova-Corabia

_ Rușii acuză atacuri cu arme chimice în Ucraina: `Atacă cu îngrășăminte, pesticide, defolianți, agenți de curățare caustici și chiar biotoxine`

_ Marele Bazar din Istanbul zguduit de temeri legate de bancnote false de 50 și 100 de dolari

_ Man City vs Tottenham - Premier League RECUP: Toată reacția ca Spurs SMASH echipa lui Pep Guardiola cu goluri de la James Maddison, Pedro Porro și Brennan Johnson

_ Traficantul de droguri, 27 de ani, care și-a călușat, torturat și sugrumat iubita de 40 de ani înainte de a-și arunca cadavrul este închis pe viață

_ De la paralizie post-accident auto la semimaratonul de la Iaşi. Povestea lui Andrei

Scula lui SOROS, Plicușor Ban, laudă Lovitura de Stat exact ca bolșevicii din anii 50

_ Scandalul continuă! Producătorul Antenei 1 dezvăluie adevărul despre despărțirea de Scărlătescu, Bontea și Dumitrescu

_ Mihai Chirica a fost trimis în judecată de către DIICOT: bubuie un dosar uriaș în Primăria Iași

_ Gisèle Pelicot critică societatea „macho” care „banalizează violul” în declarația de încheiere

_ Primăria Chișinăului a dat în judecată Guvernul și Ministerul Finanțelor din Republica Moldova

_ Papa sare peste omilia din Duminica Floriilor, o decizie neobişnuită pentru un eveniment major

_ Bombă nazistă neexplodata găsită în grădina Plymouth este detonată: un focos de 500 kg este distrus după ce dispozitivul a fost trimis în Canalul Mânecii și rezidenții evacuați s-au întors acasă

_ Ecologiștii dau în judecată pentru închiderea unei centrale electrice care furnizează 9% din puterea statului

_ Deficitul Californiei este de 222 de miliarde de dolari, iar statul are datorii de 1,6 trilioane de dolari

_ Fost primar din judeţul Vâlcea, acuzat de abuz în serviciu şi luare de mită, trimis în judecată

_ Cine o va juca pe Dorothy în Wicked: Part Two? Zvonurile izbucnesc după ce fanii observă detalii subtile pe covorul roșu

_ Rolul crucial pe care îl joacă România în războiul din Orientul Mijlociu: țara noastră a devenit nodul de legătură

_ Shooting horror în Cisiordania: o persoană este ucisă și șapte rănite în timp ce bărbații înarmați deschid focul asupra blocajului în trafic înainte ca forțele de securitate israeliene să „neutralizeze” toți cei trei atacatori

_ Antrenorul de întâlniri care este specializat în a-ți recupera EX-ul dezvăluie trei trucuri pentru a-l face pe un fost iubit să-și dorească să fie din nou cu tine

_ Nicolae Ciucă a descins în diaspora: Le-a promis românilor să problema dublei cetățenii se rezvolvă până la finele anului

_ Universitatea Craiova întoarce Rapidul în 10 oameni şi intră în cursa pentru titlu. Echipa giuleşteană cade în afara locurilor de Europa

_ Nava de marfă Rubymar, vizată de rebelii Houthi din Yemen, „există riscul de a se scufunda”


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7

Nr. de articole la aceasta sectiune: 403, afisate in 7 pagini.