LRZ Climate Change Banner

ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА
Супервычисления для борьбы с климатическими изменениями

Intel Core i7
процессор Intel® Core™ i7

Время Читать: 4 минут

ClimEx создает высокоточные модели погодных катаклизмов в разных уголках планеты. Созданные ClimEx модели позволяют ученым быстро и точно прогнозировать время и направление природных катаклизмов.

 

Весной 2019 года восточные регионы Канады пострадали от разрушительного наводнения. По дорогам, где когда-то ездили автомобили, текли реки. Тысячи эвакуированных по возвращении обнаружили свои дома затопленными и покрытыми грязью. Исследователи назвали этот природный катаклизм «100-летним наводнением», имея в виду, что вероятность возникновения этого наводнения каждый год составляет не более одного процента. Однако в мире, где бушуют климатические изменения, эта статистика может вскоре стать бесполезной. Подобное «100-летнее наводнение» уже накрывало этот паводкоопасный район всего два года назад! .

 

Ученые прогнозируют, что катастрофические наводнения будут происходить все чаще по мере того, как на планете в результате климатических изменений становится теплее и нарушаются погодные условия. Наводнения 2017 и 2019 года в Канаде были вызваны резким повышением температуры и обильными метелями весной. Считается, что эти два фактора усугубляются в результате потепления климата на планете.

 

Недавние разрушительные наводнения заставили исследователей и политиков пересмотреть свою тактику: если наводнения становятся обычным явлением в некоторых районах, как свести к минимуму их разрушительные последствия?

LRZ Logo


Прежде всего, нужно заняться планированием, а для этого требуются более или менее достоверные сведения о том, где и когда произойдет следующее разрушительное наводнение. Предсказание этого явления является основной целью проекта Climate Change and Hydrological Extremes Project (ClimEx). Участники проекта разрабатывают высокоточные модели, позволяющие прогнозировать и моделировать ход и масштабы будущих катастрофических наводнений в Квебеке и Баварии.

 

ClimEx  — это кооперативное предприятие, синтезирующее метеорологические исследования и практики управления водными ресурсами. Это совместный проект, реализуемый суперкомпьютерными центрами, университетами и государственными учреждениями в Квебеке (Канада) и Баварии (Германия), включая Суперкомпьютерный центр Лейбница (LRZ).

В проекте ClimEx — более 50 участников, включая профессоров университетов, климатологов и представителей государственных учреждений. Каждая группа участников выполняет свою функцию: ученые предоставляют метеорологические данные, специалисты суперкомпьютерного центра разрабатывают модели, а представители государственных учреждений — составляют планы действий по уменьшению негативных последствий.

 

Уникальным аспектом проекта является методика создания метеорологических моделей на мощных суперкомпьютерах на базе технологий Lenovo — именно этим занимаются исследователи в Мюнхенском университете имени Людвига и Максимилиана (LMU) в тесном сотрудничестве с LRZ.

 

Супервычисления — это решение в высшей степени сложных задач с большим объемом данных с использованием тысяч систем одновременно. Используя мощные вычислительные ресурсы, команда исследователей из Суперкомпьютерного центра Лейбница и Мюнхенского университета имени Людвига и Максимилиана смогла создать метеорологические модели беспрецедентной точности и подробности.

Repair Desktop

Для начала исследователи, участвующие в проекте ClimEx, собрали большой объем метеорологических данных для Квебека и Баварии за прошлые периоды и спрогнозировали возможное влияние климатических изменений на каждый из регионов. Эти данные были введены в современные системы моделирования на одном из суперкомпьютеров SuperMUC. В основе новейшей установки — SuperMUC-NG — кластер серверов Lenovo ThinkSystem SD650 с жидкостным охлаждением и процессорами Intel® Xeon® Platinum.

 

На суперкомпьютерах в центре LRZ создаются гораздо более продвинутые модели, чем устаревшие метеорологические карты, которые мы видим за спиной ведущего прогноза погоды на ТВ. С помощью созданных участниками ClimEx моделей ученые могут прогнозировать время и направление развития природных явлений с гораздо более высокой скоростью и точностью — в основном, благодаря высокому пространственному разрешению модели и возможности анализировать тысячи точек данных одновременно.

 

Обработав около 50 моделей для Баварии и Квебека, ученые получили климатические данные по каждому из регионов за 7500 лет. Результаты были вполне однозначны.

 

Модели показали, что в период с 2080 по 2099 год ожидается повышение температуры летом в некоторых частях Европы до 8°C и снижение температуры более, чем на 12°С в некоторых частях Квебека зимой. Согласно этим моделям, Квебек и центральная Европа станут гораздо суше летом, а зимой количество осадков увеличится.

 

Исследователи проекта ClimEx представили результаты своей работы представителям Баварского агентства по вопросам окружающей среды и Экспертному центру по борьбе с наводнениями Квебека на двух симпозиумах, проведенных в 2017 и 2019 году. Имея в своем распоряжении эти сведения, местные власти смогут не только лучше оценить риски наводнений в своих регионах, но и начать разрабатывать методики уменьшения негативных последствий этих природных катаклизмов, например строить дамбы и ограничивать строительство в паводкоопасных районах.

 

Очень важно, что алгоритмы и технологии борьбы с климатическими изменениями, разработанные при создании этих моделей, можно будет применять гораздо шире. Другие регионы смогут адаптировать систему моделирования и составлять климатические прогнозы для своих регионов, а также оценивать вероятность таких погодных катаклизмов, как аномальная жара или лесные пожары.

LRZ Servers
LRZ Servers

Ирония ситуации в том, что несмотря на то, что климатические модели (подобные тем, которые были созданы в рамках проекта ClimEx) необходимы, чтобы подготовиться к климатическим изменениям и уменьшить их разрушительные последствия, однако для работы суперкомпьютерных центров требуется колоссальный объем энергии и капиталовложений. Некоторые суперкомпьютерные центры расходуют примерно столько энергии, сколько требуется для питания 13 500 домохозяйств.

 

Суперкомпьютерный центр Лейбница принимает революционные меры по снижению расхода энергоресурсов. В 2012 году при содействии подразделения Intel и IBM по производству серверов x86 (которое позже стало Lenovo Data Center Group) Суперкомпьютерный центр Лейбница установил в своей штаб-квартире в Мюнхене первый кластер серверов x86 с водяным охлаждением. С тех пор в LRZ было установлено несколько версий этой системы с водяным охлаждением, включая первые системы Lenovo Neptune® в 2018 году. Технологии Lenovo Neptune® позволили снизить энергопотребление в Суперкомпьютером центре до 30 %, что экономит центру примерно 1,4 млн евро ежегодно. Сэкономленный объем электроэнергии достаточен для питания 3650 немецких домов на протяжении года.

 

Lenovo отлично знает, что будущее — за внимательным отношением к экологии. Компания принимает меры по уменьшению углеродных выбросов во всех областях своей деятельности: от производства до транспортировки и логистики.

 

Только в 2017–2018 финансовом году компания Lenovo смогла сократить совокупное энергопотребление более, чем на 2,5 %, повышая энергоэффективность своей деятельности и по возможности устанавливая энергосистемы на базе возобновляемых источников энергии. Если сократить энергопотребление напрямую не представляется возможным с технической или экономической точки зрения, компания покупает сертификаты, подтверждающие выработку электроэнергии с использованием источников возобновляемой энергии, и углеродные зачеты, чтобы сбалансировать свое энергопотребление.

 

Энергоэффективность играет ключевую роль при разработке Lenovo новых продуктов. Благодаря многочисленным усилиям в сфере энергосбережения недавно Lenovo вошла в рейтинг 100 наиболее экологичных корпораций мира. По мере того как климатические изменения продолжают «подогревать» нашу планету, заставляя человечество адаптироваться, инновации будущего необходимо будет реализовывать с учетом именно этого: будущего.


Откройте для себя технологии Lenovo

ThinkPad

Lenovo ДАТА-ЦЕНТРЫ решения

Узнать больше

Lenovo PCs & Tablets

Высокопроизводительные серверы Lenovo

Узнать больше

Lenovo Small Business Solutions

ПК и планшеты Lenovo

Узнать больше

Больше историй