威斯康星大學麥迪遜分校的大氣科學家利奧夫(Leigh Orf)想揭開如何如何龍捲風形式,但他不僅需要筆記本電腦。
巨大的超級電池等現象雷暴涉及大量需要更強大機器的數據,因此ORF和同事轉向超級計算機來模擬現象。
Bluewaters超級計算機
研究人員使用伊利諾伊大學的Bluewaters機器模擬了龍捲風產生的雷暴,該雷暴破壞了2011年中央大平原。
Bluewaters是世界上最強大的超級計算機。美國的科學家和工程師都使用它來解決從預測生物系統的行為到模擬宇宙的發展等問題。組織及其同事利用了這台機器的力量,以更好地了解龍捲風的形成方式。
ORF說,不一定是因為使用超級計算機至關重要的天氣很複雜。該模擬涉及一個三維空間,長約75英里,長75英里,高12.4英里,進一步細分為近20億個零件。 ORF表示,該功能很大,需要非常高度解決。
龍捲風馴鹿
2011年5月,俄克拉荷馬州有幾次龍捲風和超級電池堆積的漏斗雲損壞的特性並奪走了生命。其中一位龍捲風於5月24日降落,被稱為“ El Reno”,這是由於其力量而引起的。它被註冊為EF-5,增強的富士秤最強的龍捲風類別。龍捲風在地面上近兩個小時,並沿著一條伸展63英里的路徑造成傷害。
ORF及其同事使用Bluewaters超級計算機重新創建了El Reno Tornado。模擬在高分辨率中揭示了許多在主龍捲風形成之前形成的小龍捲風。
隨著漏斗雲的發展,迷你龍捲風開始合併,從而提高了龍捲風的力量並增強了風速。最終形成了新結構,包括所謂的流渦流電流或SVC。
“我們第一次能夠凝視產生龍捲風的超級電池的內部運作,我們能夠看到這一過程發生,” ORF說。 “我們有全部風暴,我們可以看到其中的一切發生。”
研究人員希望,該模擬需要在超級計算機的20,000個核心上進行大約三天的時間,它將為形成強大的雷暴產卵的強和致命龍捲風的形成提供更好的見解。
“我們已經完成了EF-5模擬,但我們不打算停在那裡,”說ORF。 “我們將繼續完善模型,並繼續分析結果,以更好地了解這些危險和強大的系統。”
這龍捲風和雷暴的頻率增加殺死人和損害的特性與氣候變化有關。科學家懷疑溫度上升是這些事件的觸發因素。
ORF和同事進行的模擬可以為氣象學家提供對雷暴和龍捲風的內部運作的有益見解。