Le simulazioni meteorologiche e climatiche in Europa verso l’era exascale

24 ottobre 2019

Aria

Le prospettive, per il prossimo ventennio, sul miglioramento delle simulazioni numeriche applicate ai problemi di previsione dell’evoluzione atmosferica sia di breve termine, come le previsioni meteorologiche, che di lungo termine, come le proiezioni di scenari climatici, sono basate sull’aumento della capacità di calcolo.

L’obiettivo dichiarato dai principali centri per la previsione meteorologica è quello di spingere i modelli a simulare i processi atmosferici dominanti fino al primo livello della microscala, raggiungendo così la risoluzione spaziale del chilometro . Anche i modellisti del clima mirano ad aumentare la risoluzione delle loro simulazioni ma, rispetto ai colleghi meteorologici, con la necessità di includere nei modelli tutte le componenti del clima terrestre che, oltre all’atmosfera, sono l’idrosfera, la criosfera, la litosfera e la biosfera .

Questa esigenza si concretizza nel poter eseguire un’enorme mole di calcoli in tempi molto brevi. Per questo motivo l’Unione Europea sta finanziando strutture di calcolo ad alte performances e preparando così un ambiente computazionale adeguato alle esigenze della comunità scientifica e tecnologica, il tutto già dagli inizi degli anni 20 di questo secolo.

Con questo fine, nell’ambito della strategia europea per il calcolo ad alte performances , vengono finanziati i progetti Excellence in Simulation of Weather and Climate in Europe , fase 1 (ESiWACE1) e fase 2 (ESiWACE2) che hanno l’obiettivo di condurre le simulazioni del prossimo futuro alle soglie dell’era dell’exascale computing , cioè a miliardi di miliardi (1018) di calcoli al secondo e i test eseguiti fino a questo momento, in uno dei centri di calcolo europei più performanti, sono molto promettenti .

Quanto sembrano lontani i tempi in cui Virginia Layden Tucker , Katherine Johnson e le loro colleghe eseguivano calcoli a mano per il programma Mercury della NASA … eppure hanno portato i primi astronauti americani nello spazio. Ce la faremo noi a conseguire gli obiettivi che ci siamo prefissi?

Bibliografia e sitografia

Aumento della risoluzione dei modelli ed esigenze di calcolo

I costituenti del sistema clima

Essential Climate Variables (WMO)

La strategia europea per il calcolo ad alte performances

Center of Excellence in Simulation Weather and Climate in Europe

Cos’è l’exascale computing

Centro Svizzero di calcolo scientifico

Performance del sistema di calcolo europeo

Virginia Layden Tucker