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地球模拟器

地球模拟器日本科学技术研究院横滨地球科学研究所的地球模拟器
图片来源:GenGen(げんげん)(cc - - 2.1 - jp),通过维基共享

今天的台式机确实比第一代pc机功能强大数百万倍市场上有。但他们无法与地球模拟器——地球上最强大的超级计算机相提并论。


成绩单

世界上最强大的计算机。我是鲍勃·赫森,这里是《科学更新》。

在今年举办的国际计算力的国际竞争中,冠军是一个称为地球模拟器的机器。2002年由日本政府建造,它包装了典型桌面P.C的计算能力,吸引了来自世界各地的科学家。其中包括夏威夷大学气象学教授Kevin Hamilton。

汉密尔顿:

这台机器本身令人印象深刻。它占据了一个70码宽55码深的房间。你在这里所看到的,来自访客画廊,大约是300个大盒子。在那个电脑室的地板下面,有大约50万英里长的电线连接着。

地球模拟器以前所未有的细节创建地震、洋流、风和天气的复杂模型。汉密尔顿博士说,这些模型有助于科学家了解地球现在是如何运作的,并可能为未来提供线索。

汉密尔顿:

例如,如果你在做气候预测,你非常感兴趣的一件事,可能是热带气旋的典型季节在未来可能会发生怎样的变化。它们会变得更强烈,更多,还是相反?

他说,全球变暖可能强烈影响像这样的暴风雨,地球模拟器可以帮助我们预测商店里的内容。我是SAAS,科学学会的鲍勃Hirshomanbetx注册与登录n。


研究的意义

你用来阅读这个网页的电脑,如果它是全新的,运行的是最顶级的,可能每秒执行10亿次操作。这本身就很神奇。但是地球模拟器每秒可以执行多达35万亿次操作。

这是很大的计算能力。但当你试图模拟地球本身时,你需要所有能得到的计算能力。地球是一个极其复杂的系统,风、天气、地震、洋流、大气气体和污染都在相互作用,并在每个可能的维度上随时变化。

我们不太可能将所有这些过程模拟到最细微的细节。但地球模拟器比以往任何时候都更深入地进行地球建模。例如,汉密尔顿使用模拟器来研究大气。他能够模拟出全球范围内的风速、风向、温度和空气湿度,分辨率约为5英里,深度为100层。

如果你很难理解这有什么大不了的,那就走出去。注意,当你站在一个地方时,风改变速度和方向的速度是多么快。你怎么用数字来表达呢?这很棘手,对吧?现在再加上温度和空气湿度的微小变化,把它们分布到整个地球上,你就会知道地球模拟器的计算能力有多么强大了。

地球模拟器的另一个重要成就是它实际上可以将不同系统的模型组合在一起。例如,日本的科学家现在正在使用地球模拟器来在一个系统中模拟大气和海洋电流。这很重要,因为海洋电流实际上影响了大气,反之亦然。(温暖的洋流是英格兰,即加拿大北部的北方的主要原因是,天气相当温和。)在过去,科学家们必须更单独地模拟海洋电流和大气,因为每个系统都需要很多计算能力。现在,他们可以将它们模拟在一起,创建一个更像实际地球的模型。

访问这一级别的计算将有助于科学家预测气候,地震和其他主要地球过程的短期和长期变化。地球模拟器的主要缺点?你必须前往日本使用它。毕竟,如果您尝试过互联网访问它,您自己的计算机将崩溃并乞求怜悯。

现在试着回答以下问题:

  1. 关于地球模拟器的独特是什么?
  2. 为什么科学家需要一台如此强大的计算机来模拟地球过程?
  3. 地球模拟器的潜在应用有哪些?
  4. 你能想到其他需要非常强大的计算机来建模的系统吗?解释你为什么认为这个系统如此复杂。


为教师

参观地球模拟器中心的英语网站这里。

戈达德太空科学研究所科学简报教训网页包括许多与大气、海洋、气候等计算机模型相关的新闻专题和活动。


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