本周，美国国家海洋和大气管理局 宣布，其用于改进 天气预报和建模的新超级计算机现已上线。
这些超级计算机分别以当地特有植物命名为 Dogwood（山茱萸）和 Cactus（仙人掌），是慧与（Hewlett Packard Enterprise）公司的 Cray 超级计算机。
NOAA 环境模型中心主任 Brian Gross 表示：“我们在这些超级计算机上运行的数值模型，实际上为我们的各类利益相关者——从公众、水务管理者，到例如飓风情况下的应急管理者——使用的预报提供了基础。“计算能力与我们的建模能力之间存在直接联系。”
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Dogwood 和 Cactus 的速度均为 12.1 Petaflops，意味着它们每秒可以执行约 12 千万亿次计算。这比 NOAA 前代系统约 4.2 Petaflops 的容量快三倍。存储容量也翻倍，达到约 26 PB。
美国国家气象局（NOAA 旗下的一个机构）中央处理办公室主任 David Michaud 表示：“你的普通笔记本电脑可能有一个四核处理器。而在这些超级计算机上，我们系统上有大约 327,680 个核心。”
更新后的天气和气候业务超级计算系统（Weather and Climate Operational Supercomputing System）的计划最早于 2020 年公布。当时，NOAA 表示正在更换其位于弗吉尼亚州雷斯顿和佛罗里达州奥兰多的现有系统，并授予通用动力信息技术公司（General Dynamics Information Technology）合同，提供升级的超级计算产品和服务。新超级计算机（一台主用机和一台备用机）位于弗吉尼亚州马纳萨斯和亚利桑那州凤凰城。与通用动力公司的合同为期 10 年，合同上限价值为 5.052 亿美元。
在未来几年内，NOAA 希望利用 Dogwood 和 Cactus 来逐步完成一系列任务。
Gross 表示：“我们首先要做的是确保所有在先前系统上运行的东西都能继续在新系统上运行。由于算力的增强，我们计划在未来几年内升级一些主要的建模系统。”
首先是一个新的、改进的飓风预测系统，称为飓风分析和预测系统（Hurricane Analysis and Forecast System），他们希望在 2023 年夏季的下一个飓风季节投入运行。然后，他们将改进全球预测系统（Global Prediction System），该系统用于预测未来约 30 天的天气状况，以及用于预测恶劣天气的区域系统。
NOAA 科学家可以通过提高计算能力来完成四项主要任务。他们可以运行更高分辨率的模型，以查看大气中更小尺度的特征，例如雷暴。他们可以更好地捕捉大气、海洋、陆地或海冰中发生的物理过程。Gross 说：“想想云是如何形成的，它们是否会产生降水，以及降水会以何种形式出现。这些是我们试图在模型中改进的东西。
更好的计算机也将帮助 NOAA 的预报员运行称为 集合预报（ensembles）的模型，这些模型采用不同的初始天气条件集，来预测未来一段时间（例如明天或下周四）的各种天气可能性。
最后，更多的计算能力意味着 NOAA 可以构建更好的数据同化系统，这意味着它可以潜在地整合来自各种来源的数据输入，从新卫星到 Saildrones（无人帆船）。Gross 说：“卫星可用于直接观测海面温度或大气温度廓线等。我们还可以从卫星信号穿过大气时弯曲的方式中提取信息。我们可以将大量信息纳入模型，以形成我们的初始条件。“我们在更长的时间内整合的数据越多，我们的初始条件就越好，预报也就越准确。”
除了为公众提供预报外，NOAA 还将通过各种云服务提供商（微软、谷歌、亚马逊网络服务等）和 开放数据计划，向研究人员提供部分数据源和模型。
Michaud 说：“这是一种有趣的方式，可以从不同的数据视图中获得除了直接预报之外的其他用途。“一个例子是，在 AWS 上，我们拥有从 20 世纪 90 年代至今的所有雷达体积扫描数据......当我们发布雷达数据后，人们用它来研究候鸟迁徙。除非你将数据开放并公开访问，否则你永远不知道该特定数据集的局限性或潜力。”
