1. Clusters de computación de alto rendimiento (HPC):
* CPU potentes: Los modelos meteorológicos requieren una gran cantidad de procesadores (CPU) para ejecutar las ecuaciones matemáticas complejas que rigen los procesos atmosféricos.
* Unidades de procesamiento aceleradas (GPU): Las unidades de procesamiento de gráficos (GPU) se utilizan cada vez más para el pronóstico del tiempo, especialmente para tareas como la representación de nubes y los cálculos de radiación. Se destacan en el procesamiento paralelo, ofreciendo aceleraciones significativas.
* memoria masiva (RAM): Los modelos meteorológicos requieren memoria sustancial (RAM) para almacenar grandes cantidades de datos, incluidas observaciones meteorológicas, datos de terreno y salida del modelo.
* Interconexiones de alta velocidad: Los datos deben fluir rápidamente entre los diferentes procesadores y unidades de memoria. Las interconexiones de alta velocidad como Infiniband o NVLink aseguran una transferencia de datos eficiente.
2. Grandes sistemas de almacenamiento:
* Almacenamiento de disco masivo: El pronóstico del tiempo implica almacenar grandes cantidades de datos, incluidas observaciones de satélites, radar y estaciones de superficie, así como la salida del modelo. Esto requiere grandes sistemas de almacenamiento de disco, a menudo utilizando matrices de redadas para garantizar la confiabilidad de los datos.
* Sistemas de archivos paralelos: Para manejar los grandes volúmenes de datos, se utilizan sistemas de archivos paralelos como Luster o GPFS, lo que permite que múltiples procesadores accedan a datos simultáneamente.
3. Hardware especializado:
* radares meteorológicos: Los radares proporcionan información sobre precipitación, velocidad del viento y otros fenómenos atmosféricos.
* satélites: Los satélites meteorológicos recopilan datos sobre la cubierta de la nube, la temperatura, la humedad y otros parámetros.
* Estaciones de superficie: Las estaciones de superficie proporcionan datos sobre temperatura, humedad, velocidad del viento y otras variables a nivel del suelo.
4. Software:
* Modelos meteorológicos: Estos son programas informáticos sofisticados que simulan procesos atmosféricos y predicen condiciones climáticas futuras. Los ejemplos incluyen el Sistema de Pronóstico Global (GFS), el Modelo del Centro Europeo de Forecientes Meteorológicos (ECMWF) y los modelos de Centros Nacionales para Predicción Ambiental (NCEP).
* Sistemas de asimilación de datos: Estos sistemas combinan observaciones con predicciones del modelo para producir un estado inicial más preciso para el pronóstico.
* Herramientas de visualización: Los datos meteorológicos deben visualizarse de manera efectiva para el análisis y la comunicación. Herramientas especializadas como Grads, NCL y Bibliotecas de Python se utilizan para este propósito.
Ejemplos específicos:
* Los Centros nacionales para la predicción ambiental (NCEP) En los EE. UU. Se usa un clúster de supercomputadora masivo llamado Discover Sistema para el pronóstico del tiempo. Incluye miles de CPU y GPU y es capaz de realizar billones de cálculos por segundo.
* El Centro Europeo para pronósticos meteorológicos de mediano alcance (ECMWF) En Europa opera una de las supercomputadoras más poderosas del mundo, que constantemente se actualiza para manejar las crecientes demandas de pronóstico del tiempo.
en resumen, El pronóstico del tiempo requiere una combinación sofisticada de hardware y software para manejar los conjuntos de datos masivos, los cálculos complejos y las necesidades de visualización. Los avances continuos en la potencia informática y el hardware especializado están mejorando continuamente la precisión y los detalles de los pronósticos del tiempo.