姜珊,任湘湘,夏冬冬(翻译)
(国家海洋环境预报中心,北京 100081)
2015年1月5日,NOAA宣布未来一个阶段将全力提高超级计算机的性能,提供更及时、准确、可靠和详细的天气预报。预计到2015年10月,NOAA的两台业务化超级计算机的运算能力都将达到2.5千万亿次/秒,是目前运算性能的十倍。NOAA主管凯瑟琳沙利文博士认为,NOAA是美国的环境情报机构,NOAA为各个地区提供信息、数据和服务以应对严重的天气、水和气候事件。超级计算机的升级有助于将数据转化为可操作的信息,并进一步提供及时、准确和可靠的预报。
在升级之前,两台业务化超级计算机将在本月晚些时候先将运算能力提高为现在的2倍(由0.776千万亿次/秒提高到1.552千万亿次/秒)。国家气象局将在1月份运行升级版本的全球预报系统(Global Forecast System,GFS),新版本10天内预报的分辨率将从27 km提高到13 km,11-16天预报的分辨率从55km提高到33km。另外,全球集合预报系统(Global Ensemble Forecast System,GEFS)的垂直网格也将从42层增至64层,8天内预报的水平分辨率将从55 km提高到27km,9-16天预报将从70 km提高到33 km。
本月和今年晚些时候计算能力的升级都是自2013年7月开始的计算和模式升级工作的一部分。NOAA国家气象局已经对现有的一些模式进行了升级,例如,升级后的飓风天气研究和预报模式(Hurricane Weather Research and Forecasting model)为北卡罗来纳州提供了亚瑟飓风的有效应对。国家气象局负责的高分辨率快速更新模式(High-Resolution Rapid Refresh model)受到了广泛的好评,它能够每小时更新一次未来15个小时的数值预报。NOAA国家气象局路易乌切利尼主任宣布NOAA将继续为超级计算机和观测平台提供大量的、关键性的投资。通过提高整体计算能力,NOAA才能够改进预报和预测。处理能力的提高对于数值预报模式至关重要,只有提供准确和持续的预报才能帮助美国成为天气有备国家。
此次NOAA出资4450万美元与IBM公司签订NOAA业务化高性能计算机协议,其中2500万美元来自2013年桑迪飓风救灾法案的财政拨款。总部位于西雅图的克雷公司将作为IBM的分包商,为NOAA提供新系统的升级服务。克雷公司的总裁兼首席执行官彼得温加罗非常支持此次与国家气象局的合作,彼得认为只有利用先进的超级计算能力才能提供更详细和准确的业务化天气预报。这次投资将帮助国家气象局在提高计算能力的基础上运行更高级的模式。IBM公司总经理安妮奥尔特曼认为,IBM自2000年与NOAA开展合作,IBM公司对于能够帮助NOAA实现其重要使命感到非常骄傲。NOAA的专家和研究人员致力于提供预报信息,保护公民安全,IBM公司也很荣幸能够参与到NOAA未来的改革中。
NOAA最新的研究表明,由于海平面的迅速上升,到2050年,美国大部分沿海地区每年将遭受30天甚至更长时间的洪灾,这份研究发表于2014年12月18日美国地球物理协会《Earth’s Future》杂志的在线版。这个观点出自论文《从极端到平均:海平面上升引起的洪灾事件增加及临界点的确定》,同时也是此前《美国海平面上升,洪灾频繁发生》论文的延续,两篇文章的作者是NOAA业务化海洋产品和服务中心(CO-OPS)的威廉斯威特博士。新的分析结论将公布于12月18日在旧金山召开的美国地球物理秋季年会(AGU)中。
NOAA的科学家斯威特和约瑟夫帕克划定了一套洪灾“临界点”,这个点是指每年发生30次甚至更多次高于当地高潮位1-2英尺的洪水事件的水位。这项研究主要是在NOAA潮位站的50年甚至更长时间的连续记录基础上进行预测的。研究不包括迈阿密地区,因为当地的潮位站曾在1992年遭受安德鲁飓风袭击,没有50年连续的数据记录。NOAA验潮仪显示每年达到临界点的洪灾发生率逐年增加,甚至是50年前的5-10倍。在这个研究中,斯威特和帕克采用IPCC提出的1.5-4英尺作为2100年前全球海平面上升范围的预测值,并且考虑了部分地区的土地沉降等因素(例如路易斯安那州等沿海地区的海平面上升不是因为气候变化所引起,而是由于当地土地的沉降)。报告还认为,在未来几十年风暴频繁发生的背景下,到2050年,部分区域“临界点”还将有所提高。同时,当某个地区海平面上升的范围超出1.5-4英尺时,“临界点”也将提高。
基于这个标准,NOAA计划在波士顿、纽约、费城、巴尔的摩、华盛顿、诺福克、弗吉尼亚、威尔明顿、北卡罗来纳,以及大西洋沿岸地区开展工作,以应对不断加剧并提前的洪灾影响。墨西哥湾地区,洪灾的影响主要发生在加尔维斯顿湾和德克萨斯州的伊莎贝尔港;太平洋沿岸主要在圣地亚哥和旧金山湾地区。
NOAA助理局长霍利班福德博士认为美国各个社区越来越容易遭受洪水和洪灾的影响,有效的风险管理更加依赖于环境数据和分析。企业、沿海管理人员、联邦、州、地方政府和非政府组织应该将这项研究成果作为制定未来计划的依据,在应对过程中减少漏洞、适应变化并确保社区的恢复能力。缓解应对措施包括建立沿海防御工事和“绿色”基础设施,包括沙丘和湿地等自然资源,以及海堤和再规划的暴雨雨水系统等人造设施。
2014年11月12日,欧盟委员会和法国麦卡托海洋研究中心签署了哥白尼海洋环境监测服务协议。服务将于2015年4月启动,旨在为全球和欧洲地区的大洋提供定期的、系统的海洋物理状态和生态系统参考信息。
哥白尼海洋环境监测服务协议可以提供公共、商业、科学和政策服务,包括海洋战略框架制定,污染防治,海洋物种保护,海事安全和航线规划,海洋资源可持续利用,海洋能源资源开采,气候监测和飓风预报。自2009年起这项服务就已在少部分地区开展试点工作,目前在欧盟一系列研究项目的基础上得到进一步发展,吸引了包括麦卡托海洋研究中心在内的60多个合作伙伴的参与。哥白尼海洋环境监测服务将为近5000名注册用户提供预操作模式。协议的签署意味着麦卡托中心成功实现并发展了以用户为核心的服务理念,通过提供通用、可靠、及时和最新的全球和欧洲海洋信息,帮助欧洲提高创新性和竞争力,建立蓝色经济,具体体现在:
·通过单独访问点(门户网站)提供开放的、免费的信息;
·通过与业务化海洋科学和技术部门的合作,提供最先进的、不断发展的信息;
·来自欧洲机构的服务,不会与其它欧盟成员国发生范围和责任制度的重叠或重复。
欧盟委员会派出欧共体企业和行业董事会总理事丹尼尔·卡勒雅·克雷斯波签署协议。协议的签署是哥白尼计划进入业务化运行的新里程碑。欧洲中期天气预报中心(ECMWF)是哥白尼计划中麦卡托中心最好的合作伙伴,负责气象、气候变化和海洋环境的监测。卡勒雅理事认为两家机构将共同开发服务,支持决策的制定,刺激欧洲经济的发展,维护欧洲公民的利益。麦卡托中心总干事皮埃尔巴林认为,麦卡托中心一直致力于这个项目的合作和资源开发。麦卡托中心期待通过自己的服务,承担其欧洲使命,创造其价值,发展欧洲地区的蓝色经济,为未来几代人带来福祉。