в их числе И В М Р А Н , А в то В А З (www.vaz.ru), М е га ф о н (www.
megafon.ru).
Отдельно Кристиан М оралес отметил плодотворное со-
трудничество корпорации Intel с ИВМ РАН. О н о продол-
жается более полутора лет, и его результатом стало не
только построение 16-процессорного решения на основе
Itanium 2, но и совместная оптимизация вычислительных м о-
делей для платформы Intel. Н е за горами, как мы сказапи,
и удвоение вычислительной мощ ности существующего кла-
стера. Это тем более актуально, поскольку задачи ИВМ
РАН оптимизированы как раз для 32-процессорны х систем.
Лостаиеека задачи
Все мы привыкли сверяться с прогнозом погоды на бли-
жайшие сутки или несколько дней, но немногие представ-
ляют себе, насколько сложна задача о поведении климата
и почему. Академик В ал енти н П а вл о ви ч Д ы м н и ко в , дирек-
тор ИВМ РАН, в общих чертах познакомил присутствующих
на мероприятии журналистов с ее основными нюансами.
Прежде всего, задача о поведении климата не являет-
ся чисто физической, поскольку она не допускает экспери-
мента. Мы не можем создать искусственную атмосф еру и
накачать ее углекислым газом, например, чтобы проверить
влияние роста его концентрации на изменение климата.
Л абораторную модель атмосферы невозможно создать на
современном этапе развития технологий, потому что атмо-
сфера представляет собой очень тонкий слой — по срав-
нению с радиусом Земли это всего лишь пленка. Так что
не остается ничего другого, как создать математическую
модель атмосферы.
О сновной идеей создания такой модели является опи-
сание всех энергозначимых физических процессов. Ввиду
огром ного их количества получить реш ение задачи в ана-
литическом виде не представляется возможным. Остается
решать задачу приближенно численными методами.
Для описания состояния системы в современных моде-
лях необходимо около миллиарда параметров. Это озна-
чает, что придется оперировать векторами примерно с мил-
лиардом координат для каждого в пространстве пример-
но с миллиардом независимых координатных осей! С тано-
вится понятно, почему для решения задачи о поведении
климата приходится применять столь мощ ную компью тер-
ную технику.
Состояние системы в таком координатном пространст-
ве — это точка. О н а неустойчива, т.е. даже самое незна-
чительное изменение начальных условий способно карди-
нально изменить ее местоположение в пространстве. П о-
скольку мы не можем точно описать начальное состояние
системы, нам удается делать прогноз погоды только на от-
носительно небольшие промежутки времени. И менно не-
устойчивость является причиной частых ош ибок прогнозов,
особенно тех, что даются на несколько дней вперед.
Климат, в отличие от краткосрочного прогноза погоды,
устойчив, поскольку он отражает статистические свойства
системы за большой промежуток времени. О д нако и здесь
возникают сложности — в распоряжении ученых нет нако-
пленных данных о погоде за большой период времени для
статистической обработки. Более-менее аккуратны е на-
блюдения за погодой человечество стало вести только око -
ло 50 лет назад, при этом информации об океане у уче-
ных еще меньше.
Надо понимать также, что идеальной модели климати-
ческой системы не может быть в принципе — в лю бом слу-
чае речь идет о некотором приближении к реальности. К ро-
ме того, остается открытым вопрос чувствительности вы-
бранной модели по отнош ению к возмущениям парамет-
ров — соответствует ли она реальной ситуации?
Для решения столь сложной и объемной задачи пере-
ход к параллельным вычислениям жизненно необходим. П о-
скольку задача оптимизирована для решения на 32-х про-
цессорах, сотрудники ИВМ РАН возлагают большие наде-
жды на росш ирение существующего 16-процессорного кла-
стера. Вообщ е, Валентин Павлович заметил, что он начи-
нал работать с системами, обладающ ими смешной по ны-
нешним м еркам производительностью — 20 кФ лоп.
I Живая теория
Любителям погорячее
Непосредственно о проведенных расчетах рассказал
Е в ге н и й М и х а й л о в и ч В о л о д и н , один из д окторов наук
ИВМ РАН. Вообщ е, надо отметить, что уровень сотрудни-
ков института очень высокий — в нем работаю т 27 докто-
ров наук, из них пять академиков и один член-корреспон-
дент РАН, и свыше 30 кандидатов наук.
Исследования динамики климата ИВМ РАН проводил с
помощью модели общей циркуляции атмосферы и океана,
разработанной своими сотрудниками. В мире существует
несколько ее аналогов, в России она единственная. Атмо-
сферный блок модели ИВМ РАН имеет разреш ение 5x4
градуса по долготе и широте и 21 уровень по вертикали,
в океане — 2.5x2 градуса и 33 уровня по вертикали. П о
чувствительности и ряду других характеристик эта модель
превосходит зарубежные аналоги.
Ученые закладывали в модель наблюдавшийся до сих пор
временной ход концентрации парниковых газов (углекислого,
метана, закиси азота), вулканического и антропогенного аэ-
розоля, солнечного излучения. В будущем считалось, что кон-
центрация порниковых газов к 2100 году вырастет примерно
в два раза, после чего зафиксируется на некоторой постоян-
ной отметке. Это соответствует умеренному сценарию
Расчет динамики изменения температуры приповерхност-
ного воздуха за последние 130 лет с помощью модели ИВМ
РАН позволил сравнить полученные данные с данными на-
блюдений за этот период и таким образом произвести про-
верку модели. Как оказалось, она достаточно точно воспро-
изводит абсолю тную величину наблюдаемого потепления
(0.6-0.7 градуса) и особенности временного хода — напри-
мер, замедление потепления в 1950-1970 годах (см. график).
0,8
1880 1В90 1900 1910 1920 1930 1920 1950 1950 1970 1980 1990 2000
Временной ход осредненной за десятилетия температу-
ры воздуха у поверхности Земли (1 8 7 1 -2 0 0 0 гг.) по д ан-
ным наблю дений (красная линия) и модели (синяя линия)
На следующем графике результаты моделирования кли-
мата в XIX—XX столетиях (черная линия) дополняют результа-
ты расчетов ИВМ РАН на XXI—XXII века согласно сцена-
рию А1 изменения содержания парниковых газов и аэрозо-
лей (красная линия). Видно, что потепление в конце XXII сто-
летия по сравнению с концом XX века превысит 3 градуса.
17-
стного воздуха Земли п о данным модели И В М РАН
предыдущая страница 15 Мой Компьютер 2004 46 читать онлайн следующая страница 17 Мой Компьютер 2004 46 читать онлайн Домой Выключить/включить текст