Des superordinateurs usinent des météorologues qui aident à émettre vos prévisions

Si vous avez vu cette récente publicité Intel, vous vous demandez peut-être, qu'est-ce qu'un supercalculateur et comment la science l'utilise? 

Les superordinateurs sont des ordinateurs extrêmement puissants de la taille d'un bus scolaire. Leur grande taille vient du fait qu'ils sont composés de centaines de milliers (et parfois de millions) de cœurs de processeur. (En comparaison, votre ordinateur portable ou de bureau fonctionne un.) Du fait de cette capacité de calcul collective, les superordinateurs sont extrêmement puissants. Il n'est pas rare qu'un supercalculateur ait une capacité d'espace de stockage de l'ordre de 40 pétaoctets ou 500 tébioctets de mémoire RAM. Vous pensez que votre MacBook 11 téraflop (milliards d'opérations par seconde) est rapide? Un supercalculateur peut atteindre des vitesses de dizaines de pétraflops-c'est des quadrillions d'opérations par seconde! 

Pensez à tout ce que votre ordinateur personnel vous aide à faire. Les supercalculateurs font les mêmes tâches, seule leur puissance de démarrage permet volumes des données et des processus à rechercher et à manipuler. 

En fait, vos prévisions météorologiques sont possibles grâce aux supercalculateurs.

Pourquoi les météorologues utilisent des superordinateurs

Chaque heure de chaque jour, des milliards d'observations météorologiques sont enregistrées par des satellites météorologiques, des ballons météorologiques, des bouées océaniques et des stations météorologiques de surface à travers le monde. Les supercalculateurs abritent ce raz de marée de données météorologiques à collecter et à stocker. 

Les superordinateurs hébergent non seulement des volumes de données, mais ils traitent et analysent ces données pour créer des modèles de prévisions météorologiques. Un modèle météorologique est la chose la plus proche d'une boule de cristal pour les météorologues; c'est un programme informatique qui "modélise" ou simule les conditions de l'atmosphère à un moment donné dans le futur. Les modèles y parviennent en résolvant un groupe d'équations qui régissent la façon dont l'atmosphère agit dans la vie réelle. De cette façon, le modèle est capable d'approximer ce que l'atmosphère est susceptible de faire avant de le faire réellement. (Même si les météorologistes aiment faire des mathématiques avancées, comme le calcul et les équations différentielles… les équations utilisées dans les modèles sont si complexes, il leur faudrait des semaines ou des mois pour les résoudre à la main! D'un autre côté, les superordinateurs peuvent approximer des solutions en aussi peu comme une heure.) Ce processus d'utilisation des équations du modèle pour approximer ou prévoir numériquement les conditions météorologiques futures est connu sous le nom de prévision numérique du temps.

Les météorologues utilisent la sortie du modèle de prévision comme guide lors de l'élaboration de leurs propres prévisions. Les données de sortie leur donnent une idée de ce qui se passe actuellement à tous les niveaux de l'atmosphère et aussi de ce qui est possible dans les prochains jours. Les prévisionnistes tiennent compte de ces informations ainsi que de leur connaissance des processus météorologiques, de leur expérience personnelle et de leur familiarité avec les conditions météorologiques régionales (ce qu'un ordinateur ne peut pas faire) pour émettre vos prévisions.

Certains des modèles de prévisions météorologiques et de surveillance du climat les plus populaires au monde comprennent: 

• Système mondial de prévisions (GFS) 
• Modèle nord-américain (NAM)
• Centre européen pour le modèle de prévision météorologique à moyen terme (européen ou CEPMMT)

Rencontrez Luna et Surge

Aujourd'hui, les capacités d'intelligence environnementale des États-Unis sont meilleures que jamais, grâce à une mise à niveau des superordinateurs de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Nommés Luna et Surge, les ordinateurs de la NOAA sont les 18e plus rapides des États-Unis et parmi les 100 supercalculateurs les plus puissants au monde. Les jumeaux supercalculateurs ont chacun près de 50 000 processeurs de base, une vitesse de performance maximale de 2,89 pétaflops et traitent jusqu'à 3 quadrillions de calculs par seconde. (Source: "NOAA complète les mises à niveau des superordinateurs météorologiques et climatiques" NOAA, janvier 2016.) 

La mise à niveau a un prix de 45 millions de dollars, un chiffre élevé, mais un petit prix à payer pour les prévisions météorologiques plus opportunes, plus précises, plus fiables et plus détaillées que les nouvelles machines offrent au public américain..

Nos ressources météorologiques américaines pourraient-elles enfin rattraper le modèle européen de renom - le modèle britannique à précision bullseye dont les 240 000 cœurs l'ont conduit à prédire avec précision la trajectoire et la force de l'ouragan Sandy près d'une semaine avant qu'il ne frappe le littoral du New Jersey en 2012?

Seule la prochaine tempête le dira.