Naukowcy z Max Planck Institute opisali cyfrowego „bliźniaka” Ziemi, który działa z rozdzielczością 1,25 km i łączy prognozowanie pogody z modelowaniem klimatu. Zamiast wybierać między szybkim, szczegółowym opisem chmur a wolnymi, długookresowymi procesami, nowy układ oblicza obie klasy zjawisk naraz. Powierzchnię planety podzielono na ok. 336 mln komórek i dokładono tyle samo warstw atmosfery, co daje łącznie 672 mln pól obliczeniowych. W „szybkiej” części pracuje m.in. cykl energii i wody, napędzany w modelu ICON, a w „wolnej” uwzględniono obieg węgla, biosferę i chemię oceanów. To poziom szczegółu, który do tej pory był osiągalny dopiero powyżej 40 km na siatce.
Kluczem okazało się oprogramowanie i sprzęt. Rdzeń kodu, pisany niegdyś w Fortranie, przebudowano w ramach Data-Centric Parallel Programming (DaCe), by lepiej rozdzielać dane między różnymi typami procesorów. Symulacje uruchomiono na superkomputerach JUPITER i Alps, złożonych z układów Nvidia GH200 Grace Hopper, gdzie GPU liczy szybkozmienne procesy pogodowe, a CPU śledzi wolniejsze cykle klimatyczne. W szczycie użyto 20 480 takich superchipów, co pozwoliło „przeliczyć” 145,7 dnia Ziemi w jedną dobę pracy maszyny. Łącznie model operował niemal bilionem stopni swobody, dlatego nie trafi jeszcze do zwykłych stacji meteorologicznych.
Znaczenie jest jednak ogromne. Rozdzielczość rzędu kilometra pozwala realistycznie odwzorować burze, zjawiska konwekcyjne czy topografię wybrzeży, a jednocześnie śledzić, jak zmiany węgla w oceanach i lądach wpływają na klimat w skali lat. Autorzy pokazują, że przy odpowiedniej architekturze kodu i podziale zadań między CPU i GPU można spiąć „pogodę” z „klimatem” bez utraty szczegółu. Jeśli takie zasoby będą szerzej dostępne, podobne bliźniaki Ziemi mogą stać się narzędziem rutynowym – od lepszego ostrzegania o ekstremach po testowanie scenariuszy redukcji emisji.
Ilustracja została przygotowana z użyciem AI na bazie oryginalnego zdjęcia w celu zachowania spójności wizualnej.
Pełna treść źródłowa: Universe Today
