Ny supercomputer til DMI kan åbne for mere avanceret vejrmodel

DMI's nuværende supercomputer blev indviet i juni 2009, og derfor er det på tide at finde en afløser, som også vil give meteorologerne mulighed for at afprøve nye modeller til at simulere vejret og lave mere præcise kortsigtede vejrudsigter.

»Det er jo præmissen inden for vores branche, at en supercomputer ikke holder mere end fem-seks år, så vi er allerede ude over sidste salgsdato,« siger systemadministrator Thomas Lorenzen fra DMI til Version2.

DMI er således først og fremmest i færd med at klargøre et udbud til en afløser for det nuværende Cray XT5-system, som har været DMI's primære talknuser siden 2009.

Men en ny supercomputer giver også mulighed for en betydelig forøgelse af regnekapaciteten. DMI's primære vejrmodel er i dag en hydrostatisk model med en horisontal opløsning på tre kilometer. Hydrostatisk vil i grove træk sige, at modellen ikke regner detaljeret på vertikale bevægelser i atmosfæren.

Denne type vejrmodel er god til større vejrsystemer som eksempelvis lavtryk og almindelige frontsystemer. Til gengæld er de mindre nøjagtige til vejrsystemer, som ikke har så stor horisontal udbredelse. Det gælder eksempelvis tordenskyer, hvor der foregår kraftige vertikale bevægelser i luftsøjlen. Her er en ikkehydrostatisk model mere velegnet.

En ikkehydrostatisk model medtager bevægelserne i luftsøjlen og kan simulere lokale fænomener med betydelig konvektion som eksempelvis skybrud, men det kræver betydeligt mere regnekraft. Det giver de nyere supercomputere mulighed for, og derfor er de ikkehydrostatiske vejrmodeller hastigt på vej ind.

Det kræver også flere data, som meteorologerne de senere år har fået bedre adgang til, men de er ikke så lette at fodre modellen med som simple data som lufttryk og temperatur fra faste målestationer.

»Databehandling af observationer er også et område i hastig vækst. Vi får nogle observationstyper ind, som vi ikke har fået før fra radar og satellit. Der er flere indgående datatyper, som kræver mere behandling. Men det giver os så også helt andre muligheder,« siger Thomas Lorenzen.

For DMI er det også et spørgsmål om at afbalancere, hvor finmasket modellerne skal være, i forhold til, hvad modellerne skal bruges til.

»Hvor mange timer frem vil vi simulere? Lige nu kører vi med 2 en halv dag frem, og det vil vi fortsætte med. Vi vil dog supplere med nowcasting-produkter, som afvikles hyppigere og med kortere prognoselængde. Og så er det også et spørgsmål om, hvornår produktet skal være færdigt, for vejrudsigten for i går er værdiløs,« siger Thomas Lorenzen.

Selvom DMI forsøger sig med en ikkehydrostatisk vejrmodel, er det altså ikke sikkert, at den kan ramme mere præcist med forudsigelser af skybrud, fordi det vil være et spørgsmål om at afveje detaljegraden i modellen mod den tilgængelige regnekraft, datamængde og tidsplan.

DMI har gennem de seneste år kørt med et system med flere modeller i en lidt grovere opløsning for at kunne vurdere usikkerhederne ved prognoseberegningerne. Ifølge DMI har det vist sig at være værdifuldt, og det er noget, DMI gerne vil gøre mere brug af, men det kræver også betydelige computerressourcer.

Hent Profilanalysen og årets ranglister

Profilanalysen 2023

DMI er endnu ikke færdige med at sammensætte udbuddet, men den nye supercomputer vil formentlig komme til at indeholde både konventionelle processorer og en vis mængde specialiserede processorer, som kunne være afledt af grafikprocessorer.

Den præcise sammensætning vil dog afhænge af, i hvilken grad DMI's applikationer kan udnytte de alternative processorarkitekturer, eller om det vil være bedre at øge antallet af almindelige processorer.

Den væsentligste forskel på en moderne supercomputer og en stor serverfarm, som det kendes fra almindelige datacentre, er evnen til at håndtere parallel databehandling med en kraftig forbindelse mellem de enkelte regneenheder.

Det er også vigtigt for vejrmodeller, hvor eksempelvis DMI's nuværende model med en opløsning på tre kilometer indebærer, at der skal regnes i et gitter over Danmark, hvor punkterne har en afstand på tre kilometer. Men ændringer af tilstanden i et givet punkt afhænger af nabopunkternes tilstand, så derfor skal der udveksles data om punkternes tilstand.

»Informationsudvekslingen mellem regnenoderne skal være effektiv og balanceret,« siger Thomas Lorenzen.

For DMI gælder det derfor ikke kun om at have en supercomputer med en vis regnekapacitet. Den skal også passe ganske præcist til de applikationer, der skal køre på den, for at få det optimale ud af den.

DMI forventer at kunne tage den nye supercomputer i brug i 2015.