威斯康星大学麦迪逊分校的大气科学家利奥夫(Leigh Orf)想揭开如何如何龙卷风形式,但他不仅需要笔记本电脑。
巨大的超级电池等现象雷暴涉及大量需要更强大机器的数据,因此ORF和同事转向超级计算机来模拟现象。
Bluewaters超级计算机
研究人员使用伊利诺伊大学的Bluewaters机器模拟了龙卷风产生的雷暴,该雷暴破坏了2011年中央大平原。
Bluewaters是世界上最强大的超级计算机。美国的科学家和工程师都使用它来解决从预测生物系统的行为到模拟宇宙的发展等问题。组织及其同事利用了这台机器的力量,以更好地了解龙卷风的形成方式。
ORF说,不一定是因为使用超级计算机至关重要的天气很复杂。该模拟涉及一个三维空间,长约75英里,长75英里,高12.4英里,进一步细分为近20亿个零件。 ORF表示,该功能很大,需要非常高度解决。
龙卷风驯鹿
2011年5月,俄克拉荷马州有几次龙卷风和超级电池堆积的漏斗云损坏的特性并夺走了生命。其中一位龙卷风于5月24日降落,被称为“ El Reno”,这是由于其力量而引起的。它被注册为EF-5,增强的富士秤最强的龙卷风类别。龙卷风在地面上近两个小时,并沿着一条伸展63英里的路径造成伤害。
ORF及其同事使用Bluewaters超级计算机重新创建了El Reno Tornado。模拟在高分辨率中揭示了许多在主龙卷风形成之前形成的小龙卷风。
随着漏斗云的发展,迷你龙卷风开始合并,从而提高了龙卷风的力量并增强了风速。最终形成了新结构,包括所谓的流涡流电流或SVC。
“我们第一次能够凝视产生龙卷风的超级电池的内部运作,我们能够看到这一过程发生,” ORF说。 “我们有全部风暴,我们可以看到其中的一切发生。”
研究人员希望,该模拟需要在超级计算机的20,000个核心上进行大约三天的时间,它将为形成强大的雷暴产卵的强和致命龙卷风的形成提供更好的见解。
“我们已经完成了EF-5模拟,但我们不打算停在那里,”说ORF。 “我们将继续完善模型,并继续分析结果,以更好地了解这些危险和强大的系统。”
这龙卷风和雷暴的频率增加杀死人和损害的特性与气候变化有关。科学家怀疑温度上升是这些事件的触发因素。
ORF和同事进行的模拟可以为气象学家提供对雷暴和龙卷风的内部运作的有益见解。