Az időjárás-előrejelzés és a klímamodellezés régóta az egyik legnagyobb kihívás a tudomány számára, hiszen a természet kiszámíthatatlan folyamatai gyakran meghaladják a jelenlegi számítási kapacitásokat. Most azonban a németországi Max Planck Intézet kutatói, Daniel Klocke vezetésével, áttörést értek el. „A klímamodellezés közösségének egyes tagjai a szakterület ‘szent gráljaként’ írták le az új rendszert – egy közel kilométeres felbontású modellt, amely ötvözi az időjárás-előrejelzést a klímamodellezéssel.”

A modell technikailag 1,25 kilométeres felbontású cellákra osztja a bolygót, ami összesen 336 millió földi és tengeri cellát jelent. Ehhez ugyanennyi légköri cellát adtak hozzá, így a számítások összesen 672 millió cellát fednek le. A kutatók két fő kategóriába sorolták a folyamatokat:

• „Gyors” rendszerek: az energia- és vízkörforgás, vagyis az időjárás.
• „Lassú” rendszerek: a szénciklus, a bioszféra változásai és az óceánok geokémiája, amelyek évtizedes trendeket mutatnak.

„A gyors és lassú folyamatok kombinálása jelenti a valódi áttörést, hiszen a tipikus modellek csak 40 km-nél nagyobb felbontásban voltak számíthatók.” A kutatók a német és svájci szuperszámítógépeket – Jupiter és Alps – használták, amik az Nvidia új GH200 Grace Hopper chipjeire épülnek.

A GPU-k a gyors időjárási modelleket futtatták, míg a CPU-k a lassabb szénciklus-modelleket támogatták. „20 480 GH200 szuperchipet használtak, hogy egyetlen nap alatt 145,7 napot modellezzenek, közel 1 billió szabadsági fokkal.”

A kutatók a régi Fortran-alapú kódot modernizálták a Data-Centric Parallel Programming (DaCe) keretrendszerrel, így a modell kompatibilis lett a legújabb architektúrákkal. Bár a számítási igény óriási, és a helyi meteorológiai állomások számára egyelőre elérhetetlen, a tudományos közösség szerint ez az eredmény mérföldkő.

„Legalábbis az a tény, hogy a szerzők képesek voltak végrehajtani ezt a lenyűgöző számítási bravúrt, elismerést érdemel – és remélhetőleg egyszer eljutunk oda, hogy az ilyen szimulációk mindennapossá váljanak.” – írta a cikkében az Universe Today.