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CAMBIO CLIMÁTICO
Superordenadores para combatir el cambio climático

Intel Core i7
2nd Gen Intel® Xeon® Scalable Processor

Tiempo de lectura: 4 minutos

ClimEx ha desarrollado simulaciones de gran precisión para condiciones meteorológicas extremas por todo el mundo. Los modelos de ClimEx permiten a los científicos predecir el momento y la trayectoria de condiciones ambientales con gran velocidad y precisión.

En primavera de 2019 una gravísima inundación asoló la región oriental de Canadá. Los ríos empezaron a fluir por donde antes circulaban los coches. Miles de evacuados volvieron a sus casas anegadas llenas de barro. Los investigadores llamaron a este fenómeno una «inundación de 100 años», lo que significa que un desastre así solo tiene un uno por ciento de probabilidades de ocurrir cada año. Pero en un mundo afectado por el cambio climático, esta probabilidad podría dejar de tener significado. Solo dos años antes, una «inundación de 100 años» asoló la misma zona.

Los científicos han predicho que esa inundación tan grave será cada vez más común a medida que el cambio climático siga calentando el planeta y alterando las corrientes de agua. Las inundaciones de Canadá de 2017 y 2019 fueron causadas por rápidos aumentos de temperatura y grandes tormentas de nieve primaverales, dos factores que se cree que empeorarán conforme el clima se vuelva más cálido.

Las recientes inundaciones han incitado a los investigadores y a los políticos a reajustar sus estrategias: Si las inundaciones se van a volver comunes en algunas comunidades, ¿cómo se pueden mitigar los daños antes de que pasen?

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El primer paso es planear y, para hacerlo, hay que saber con cierta exactitud cuándo y dónde van a ocurrir estas inundaciones. Climate Change and Hydrological Extremes Project (ClimEx) intenta precisamente hacer eso. El proyecto desarrolló modelos de alta precisión que puede predecir y simular el curso y la ferocidad de futuras inundaciones en Quebec y Bavaria.

ClimEx es una empresa cooperativa que sintetiza la investigación meteorológica con procedimientos de gestión del agua. Es una colaboración entre instalaciones con superordenadores, universidades y agencias del gobierno en Quebec, en Canadá y Bavaria, en Alemania, en la que también participa el Leibniz-Rechenzentrum Supercomputing Centre (LRZ).

Más de 50 entidades están involucradas en ClimEx, que incluye a profesores universitarios, climatólogos y representantes de agencias de gobierno. Cada grupo aporta algo: los científicos proporcionan los datos meteorológicos, el centro de supercomputación desarrolla los modelos y los agentes gubernamentales crean planes para implementar los resultados.

El aspecto más único del proyecto es el método por el que se crean las simulaciones meteorológicas en los potentes superordenadores de Lenovo, una tarea llevada a cabo por los investigadores de la Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) de Múnich en colaboración con el LRZ.

La supercomputación es el procesamiento de problemas increíblemente complejos y que contienen muchos datos mediante el uso de miles de sistemas al mismo tiempo. El equipo de investigadores del LRZ y de la LMU han podido crear proyecciones meteorológicas con un nivel de detalle y precisión nunca visto, gracias a la potencia de sus recursos de supercomputación. 

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Para empezar, ClimEx rPara empezar, los investigadores de ClimEx reunieron miles de datos meteorológicos históricos de Quebec y Bavaria, así como proyecciones de posibles impactos del cambio climático en cada ubicación. Estos datos se introdujeron en sistemas de modelado avanzados y se ejecutaron en uno de los sistemas SuperMUC. La última instalación, llamada SuperMUC-NG, se ha implementado en una serie de servidores con refrigeración líquida de ThinkSystem SD650 de Lenovo, con procesadores Intel® Xeon® Scalable.

Las simulaciones ejecutadas en los superordenadores de LRZ son muchos más avanzadas que las imágenes rudimentarias proyectadas por los meteorólogos en televisión. Los modelos de ClimEx permiten a los científicos predecir el momento y la trayectoria de los fenómenos meteorológicos con gran precisión y rapidez, gracias en gran parte a la gran resolución especial de la simulación y su habilidad para analizar miles de datos al mismo tiempo.

Después de ejecutar unas 50 simulaciones para Bavaria y Quebec, los investigadores consiguieron un total de 7.500 años de datos del clima de cada lugar. Los resultados fueron duros.

Entre 2080 y 2099, los modelos mostraron un incremento de la temperatura de hasta 8 grados durante el verano en algunas partes de Europa y reducción de temperatura de más de 12 grados en algunas partes de Quebec durante el invierno. Los modelos también predijeron que las zonas de Quebec y Europa central estarán mucho más secas en verano y húmedas en invierno.

Los investigadores de ClimEx presentaron sus datos a representantes de la Bavarian Environment Agency y del Waterborne Expertise Center de Quebec durante dos simposios celebrados en 2017 y 2019. Con estos datos, los gobiernos locales no solo podían evaluar mejor los riesgos de inundación en sus regiones, sino que podían empezar a desarrollar métodos para mitigar el impacto, como la construcción de levas y de elementos de prevención en zonas vulnerables.

Lo más importante es que los algoritmos y la tecnología del cambio climático desarrollados para ejecutar estas simulaciones tendrán aplicaciones más allá de las zonas estudiadas por ClimEx. Otros lugares pueden adaptar el sistema de modelado para generar predicciones climáticas de sus propias regiones y evaluar la probabilidad de que ocurran diversos fenómenos meteorológicos extremos, como olas de calor o incendios.

LRZ Servers
LRZ Servers

Y todo esto es una gran ironía. Mientras que los modelos climáticos como los que se desarrollan en el proyecto ClimEx son herramientas cruciales para prevenir los desastres del cambio climático, los centros de supercomputación necesitan cantidades de energía (y dinero) inmensas para funcionar. Algunos de estos centros usan casi tanta energía al año como la necesaria para alimentar 13 500 hogares.

LRZ está iniciando la revolución para disminuir sus emisiones energéticas. En 2012,  el centro se asoció con la división x86 de Intel e IBM  (que más tarde se convertiría en el grupo de centro de datos de Lenovo) para instalar el primer clúster x86 con refrigeración por agua en su central en Múnich. Desde entonces, LRZ ha instalado varios sistemas de refrigeración por agua, que incluyen los primeros sistemas Lenovo Neptune®  en 2018. La tecnología de Lenovo Neptune®  ha reducido el consumo eléctrico de LRZ hasta un 30 por ciento, a la vez que ayudaba al centro a ahorrar unos 1,4 millones de euros anuales o suficiente electricidad para alimentar 3650 hogares alemanes durante un año.

Lenovo sabe que para ser revolucionario, tienes que ser ecológico. La empresa ha empezado a gestionar su huella de carbono en todos los aspectos del negocio, desde la producción y la fabricación a los envíos y la logística.

Solo en el año fiscal que comprende 2017 y 2018, Lenovo redujo su consumo total de energía en más del 2,5 por ciento mediante la implementación de proyectos que aprovechan la energía en todas las operaciones y la instalación de soluciones de energía renovable siempre que fuera posible. La empresa compra certificados de energía renovable y compensaciones por emisiones de carbono para equilibrar su uso energético cuando la reducción del consumo energético no es posible desde un punto de vista técnico o económico.

La eficiencia energética tiene un papel clave en el desarrollo de nuevos productos de Lenovo. Como resultado de sus numerosos esfuerzos,  Lenovo ha sido reconocida recientemente como una de las 100 empresas más sostenibles del mundo. A medida que el cambio climático continúa calentando el planeta y obliga a los humanos a adaptarse, las innovaciones futuras tendrán que considerar precisamente eso: el futuro. 


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