第591章 400億格點柱的大氣運動方程組運算(2/2)
在大領導的指示下,歷年保存的氣象數據被帶了過來。
公開渠道,可以找得到的全球氣象數據也被儘可能地搜集了起來。
然後,在氣象部門現在用的天氣預報預測算法,被編譯成量子計算機的運算程序的同時,還有一組人運用人工智慧不斷疊代,在張慶平的幫助下準備優化算法。
第一波衝擊到寇勛的,其實最直觀,那就是運算速度。
天氣預報這個活,在計算這個層面,是數值天氣預報。
簡單來說,在多年的研究過後,科學家們總結出了六個大氣運動方程組。大氣中的風場、氣壓場、密度場和溫度場的時空變化都可以用這組方程加以描述。
而實際上,這些方程組,又都是理想化條件下的情況。
就像真空和非真空、光滑和有摩擦一樣,要真去計算解析這些方程組,又需要參數化。
除了作為解析初始條件的氣象觀測數據,還要有解析尺度。
這個尺度,跟解析度有那麼一點像。
大氣環境是想通的,所有變化都是有關聯的。要去計算,那就先畫格子吧。
首先,把從地表到大氣頂層,分割成N層。
然後,在地表,也進行劃分,一個格子長寬X公里。
這樣子,就得到了,嗯,地表面積5.1億平方公里除以X的平方,大概數百萬個格子吧。數百萬再乘以N,OK,這就是數千萬上億需要計算的格點吧。
然後,就看你是按10分鐘,還是30分鐘,還是更長的時間來算每一個格子裡的數值變化。
如果是10分鐘一算,要做10天的預報。嗯,那每個格子就要算1440次。
真實的例子,以每個格子長寬15公里的解析度來計算,每天算兩次,巨型超算也得兩個小時,才能完成一次四百億個格點柱里的大氣運動方程組運算。然後,提供出來的數值變化,才作為依據由專業人員進行天氣預報。
偏微分方程+浮點數計算+水平方向n個格點+垂直方向n層+時間步長限制+參數化方案+……超算很累的……
計算還要考慮到時效性問題,今天剛剛算出來結果可是太陽已經下山了,黃花菜都涼了,誰看?
天氣預報就是這麼一個糾結的過程。可預報性的根源在於大氣、陸面、植被、海冰和海面的相互作用等。而總有小尺度內不可預測的,跟「混沌」理論扯上邊的因素。
目前,極限做到12公里的解析度,就已經非常痛苦了,甚至被調侃計算的速度趕不上大氣實際變化的速度。
像1公里解析度下,比如小雲團這種特殊因素帶來的變化,都完全沒辦法列入計算量。
寇勛被驚得外焦里嫩的原因,在於量子計算機完成一次同等數量計算所用的時間。
17秒。
在帶過來的數據中,保存有過去很多次超算計算的結果,用作對比。
寇勛在那裡呆若木雞,而張慶平、郭躍他們則嘀嘀咕咕地討論著。
「哪裡有問題,怎麼會用這麼久?」
「是不是糾錯機製得專門針對這個模型做一下優化?」
「老張,你看看啊,是不是還有些問題,可以用更適宜量子計算的方式轉化一下?」
「我覺得換一種思路,是不是把解析度提高,用以互相映射的數據多了,反而會提高保真率一些?」
「總之這個時間肯定是有問題。100個量子比特啊!如果超算用時在2個小時左右,這邊再怎麼樣也可以達到10秒以內吧?」
「走走走,分析一下數據,趕緊改改再算。」
拿著結果的寇勛一臉茫然。
17秒啊,你們為什麼這麼不爽?
我是誰,我在哪,發生了什麼?