颶風和其他極端天氣事件會造成人員傷亡和金錢損失。根據 NOAA 估計，從 1980 年到 2023 年，天氣和氣候災害給美國造成了約 2.6 兆美元的損失。光是 2022 年，美國就經歷了 18 場災難，每場災難造成的損失達 10 億美元或更多。更糟的是，2000 年至 2021 年的美國颶風奪走了近 2,000 人的生命。隨著氣候變遷繼續加劇這些風暴，準確的預報變得越來越重要。
「增強的颶風預測可以透過提供更精確的颶風和洪水預測來挽救數百萬美元和許多人的生命。[更好地了解這些風暴]有望制定更好的疏散計劃，同時也有可能為緊急服務部門提供預測資訊需要更有效地應對，」休士頓大學的 Mostafa Momen 說。
休士頓大學研究生 Murad Hossain Khondaker 博士與其導師土木與環境工程助理教授 Mostafa Momen 合作，希望更了解大氣摩擦力如何影響風暴強度和數值預測。
為了研究這個問題，團隊使用了匹茲堡超級計算中心 (PSC) 的超級電腦 Bridges-2。他們透過 ACCESS 的分配獲得了系統上的時間，ACCESS 是 NSF 的超級運算資源網絡，PSC 是該網路的主要成員。
該團隊研究的核心是一種了解颶風如何運作的新方法。雖然低緯度地區的太陽能量可以將能量注入風暴，使其更加強烈，但大氣本身會透過摩擦來抵抗。但人們對這種摩擦的程度及其對風暴威力的影響卻知之甚少。孔達克想知道改變假設的摩擦或擴散會對預測產生什麼影響。
這項研究的規模和複雜性需要大量的計算資源來處理涉及的大量資料集。 Bridges-2 發揮了重要作用，提供了超過 300,000 個 CPU 核心小時以及 16 個更高 RAM「常規記憶體」節點的效能。這些節點每個都有 512 GB RAM，是高階筆記型電腦記憶體的八倍。
「使用128 個處理器以8 公里水平分辨率模擬颶風艾爾瑪17 天大約需要22 小時。透過進行水文模擬，我們表明這一新的調整也改善了颶風多發地區的洪水預報。這些發現的影響深遠。
透過減少 Bridges-2 模擬中的擴散，研究人員獲得了驚人的發現。調整後的電腦模型顯著提高了颶風強度預測的準確性。這項改進也擴展到預測颶風引起的降雨，這是預測洪水風險的關鍵因素。
調整後的模型能夠使與預設天氣模型相比，強度預測準確率高達 40%。另一個令人驚訝的發現是，更強烈的颶風並不一定會導致更多的總降雨量，而是更局部和更嚴重的降水。這項見解對於城市地區尤其重要，集中降雨可能導致災難性洪水，正如休士頓哈維颶風期間所見。
休士頓大學團隊發表了他們的結果在水文氣象學雜誌2024 年 8 月。
更多資訊：Md Murad Hossain Khondaker 等人，透過分析降水和邊界層方案來改善耦合水文氣像模擬中的颶風強度和水流預報，水文氣象學雜誌（2024）。DOI：10.1175/JHM-D-23-0153.1
引文：增強颶風預報：模擬顯示減少大氣摩擦的估計可改善風暴預測（2024 年，9 月27 日），2024 年9 月27 日檢索自https://webbedxp.com/science/jamaal/news/2024- 09-hurricane-simulations-reveal-大氣摩擦.html
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