Pemanasan iklim adalah pada komputer rumah • Alexander Sergeyev • Berita Sains mengenai "Unsur" • Sains Bumi, Teknologi Maklumat

Pemanasan iklim – pada komputer rumah

Projek Eksperimen Perubahan Iklim (Rajah Dari www.bbc.co.uk)

Para saintis di Oxford University dan Biro Meteorologi British sekali lagi menjemput semua orang untuk mengambil bahagian dalam projek pengkomputeran yang diedarkan untuk memodelkan perubahan iklim global. Untuk menarik lebih ramai peserta, projek itu diadakan di bawah naungan Perbadanan Penyiaran BBC.

Pada 14 Februari, perbadanan British BBC mengumumkan pelancaran projek pengkomputeran yang diedarkan yang paling ambisius di dunia yang direka untuk mengkaji proses perubahan iklim, yang dikenali sebagai Eksperimen Perubahan Iklim. Sertai projek boleh sesiapa pun. Untuk ini, anda memerlukan komputer peribadi dengan sistem operasi Windows 2000 / XP atau Linux dan sambungan internet. Program ini berjalan di latar belakang, menggunakan masa CPU yang berlebihan, dan secara berkala menghantar hasilnya ke pelayan pusat. Matlamat projek ini adalah untuk memberikan ramalan terbaik bagi perubahan iklim jangka panjang untuk hari ini. Keputusan pertama projek akan diumumkan pada bulan Mei, tetapi keseluruhan projek akan bekerja lebih lama.

Pemanasan global

Hanya sepuluh tahun yang lalu, belum pasti proses pemanasan global berlaku sama sekali.Skeptik masih sekarang, tetapi kebanyakan saintis masih mengakui bahawa suhu rata-rata di permukaan bumi semakin meningkat. Bukti yang paling meyakinkan ialah perubahan yang berlaku di Artik, di mana peningkatan purata suhu tahunan adalah maksimum.

Pembangunan Cyclone Atlantik yang dimodelkan oleh climateprediction.net. Antara bingkai masa pemodelan 12 jam

Walau bagaimanapun, persoalan pemanasan global masih jauh dari konsensus. Sebahagian besar saintis yakin bahawa pemanasan bersifat antropogenik dan dikaitkan terutamanya dengan pelepasan ke dalam suasana yang dipanggil gas rumah hijau. Walau bagaimanapun, ramai yang percaya bahawa kesimpulan ini tidak mempunyai alasan yang mencukupi: ya, terdapat hubungan antara pertumbuhan emisi dan pemanasan, tetapi kebetulan bukanlah bukti hubungan kausal.

Untuk memahami punca sebenar pemanasan iklim, untuk meramalkan perkembangannya dan untuk mencari cara untuk menentang, anda perlu dapat mensimulasikan proses iklim global. Sesiapa sahaja boleh meramal secara tepat dinamik proses atmosfera, iaitu cuaca, boleh tidak lebih dari beberapa hari.Tambahan pula, tiga faktor tidak membenarkan kemajuan: kekurangan data mengenai keadaan semasa atmosfera dan lautan, pengetahuan yang tidak mencukupi mengenai proses yang menentukan perubahan cuaca, serta ketidakstabilan dalam proses ini, yang mengenakan batasan asas ke atas ramalan dan ramalan meteorologi jangka panjang.

Ramalan cuaca

Walau bagaimanapun, pemodelan iklim pada asasnya berbeza daripada pemodelan cuaca. Dalam kes ini, adalah perlu untuk meramalkan nilai-nilai yang tidak tepat, sebagai contoh, suhu, tetapi, kira-kira bercakap, sempadan koridor, di mana ia akan mempunyai kebarangkalian yang tinggi. Tugas sedemikian adalah lebih mudah, kerana dalam kebanyakan kes adalah mungkin untuk melepaskan pemodelan dinamika massa udara dan air dan membatasi keadaan keseimbangan bahan dan tenaga.

Tetapi dalam bentuk yang sangat ringkas, tugas itu masih sangat sukar. Untuk sistem yang menggabungkan atmosfera, hidrosphere (termasuk ais) dan biosfera, tidak semua persamaan pemindahan bahan dan tenaga diketahui. Banyak proses tidak dipelajari sama sekali, manakala bagi yang lain terdapat banyak parameter yang nilainya diketahui dengan ketepatan yang rendah.Dengan mengubah nilai-nilai parameter ini, seseorang boleh mendapatkan ramalan perubahan iklim yang sangat berbeza.

Untuk memilih set parameter yang sesuai, seseorang perlu mensimulasikan perkembangan iklim dalam tempoh masa yang cukup lama, yang mana terdapat data meteorologi, dan membandingkan keputusan yang diperoleh dengan pemerhatian. Sekiranya mereka bersetuju, maka parameter yang dipilih dengan baik, anda boleh meneruskan pengiraan dan cuba meramalkan evolusi masa depan iklim, jika tidak – parameterisasi dibuang. Dalam praktiknya, kesepakatan yang memuaskan tentang model dengan data tempoh kawalan akan diperhatikan dengan set parameter yang berbeza. Oleh itu, bukan satu model, kita akan mempunyai seluruh keluarga, dan ramalan, seperti yang dijangkakan, akan bersifat probabilistik.

Terdapat banyak kombinasi parameter yang berbeza. Dan walaupun pengiraan iklim lebih mudah daripada meteorologi, penghitungan semua kombinasi yang menarik memerlukan kerja pengiraan yang luar biasa. Dengan tugas sedemikian, sukar untuk menangani walaupun superkomputer moden yang paling kuat. Itulah sebabnya saintis iklim British telah meminta semua pemilik komputer peribadi untuk membantu dalam kerja penting ini,memberikan kuasa pengkomputeran terbiar untuk pengiraan iklim.

Latar belakang projek

Rayuan itu mula-mula dibuat pada 12 September 2003, apabila program iklim disampaikan kepada orang ramai.ramalan.net. Ia telah dipasang pada Windows sebagai screen saver (screensaver) dan bekerja semasa tempoh downtime komputer yang berpanjangan. Program ini memodelkan suhu, tekanan, kekerapan dan hujan, dengan mengambil kira turun naik bermusim dalam aliran tenaga solar, kepekatan karbon dioksida, pengedaran massif tanah, penutup salji, dan arus laut.

Pada tahun pertama setengah, 95 ribu orang dari 150 negara mengambil bahagian dalam projek itu. Secara keseluruhan, mereka meletakkan pelupusan penyelidik kira-kira 8000 tahun masa pemproses, yang memungkinkan untuk mengira lebih daripada 60 ribu model iklim, yang meliputi masa model 2.7 juta tahun. Hasilnya tidak terlalu akurat: untuk nilai realistik yang berbeza parameter, magnitud pemanasan global pada pertengahan abad XXI diperoleh dari 2 hingga 11 derajat. Tetapi masih penting bahawa model tidak meramalkan penyejukan dalam apa-apa gabungan parameter yang munasabah.

Walau bagaimanapun, penyebaran yang besar menunjukkan bahawa model yang digunakan mengandungi terlalu banyak anggapan yang sewenang-wenang dan perlu diperbaiki. Salah satu penambahbaikan yang paling penting adalah penggabungan sulfur ke dalam model, ditambah pada Ogos lepas. Secara keseluruhan, menjelang November tahun lepas, lebih daripada 135 ribu model telah dikira, yang sepadan dengan 6 juta tahun masa model.

Tangkapan Skrin Percubaan Perubahan Iklim

Projek baru

Dan kini mengumumkan pelepasan program yang dikemas kini dengan ketara, kepada pengiraan yang mana pemaju berharap dapat menarik lebih banyak sumber pengkomputeran daripada sebelumnya. Setiap model yang dijalankan dalam projek baru meliputi segmen 160 tahun masa model (untuk perbandingan, dalam versi pertama hanya 45 tahun). Fasa pertama pengiraan berkaitan dengan tempoh dari 1920 hingga 2000. Jika pada akhir fasa ini keputusan yang munasabah diperoleh, kira-kira sama dengan keadaan sebenar iklim, perhitungan bergerak ke fasa kedua, meliputi 80 model tahun lagi. Sekiranya keputusan pertengahan tidak mencukupi, model dibuang dan pengiraan baru bermula. Para pemaju merancang untuk membelanjakan kira-kira 500 ribumodel berjalan dengan nilai parameter yang berbeza.

Pilihan utama untuk memaparkan keputusan pengiraan semasa (dari atas ke bawah, dari kiri ke kanan): suhu, penutup awan, tekanan atmosfera, hujan, suhu permukaan laut, pelepasan aerosol sulfur (Rajah Dari bbc.cpdn.org)

Untuk mencapai keputusan yang mengagumkan, dua langkah penting telah diambil. Pertama, program kini berfungsi bukan sebagai mod penyelamat skrin, tetapi sebagai proses latar belakang. Iaitu, ia aktif sepanjang masa semasa sistem operasi dimuatkan pada komputer pengguna. Tetapi untuk tidak mengganggu aplikasi lain, pengiraan dilakukan dengan keutamaan yang rendah, menggunakan pemproses hanya apabila ia tidak berfungsi. Sebagai contoh, apabila pengguna menaip teks dalam MS Word, purata beban pemproses tidak melebihi 10%. Ini bermakna baki 90% akan pergi ke program pemodelan iklim. Secara umum, ternyata lebih banyak daripada ketika bekerja hanya semasa tempoh masa yang lama, seperti sebelumnya.

Kedua, langkah-langkah telah diambil untuk menarik peserta sebanyak mungkin kepada projek. Untuk ini, syarikat penyiaran BBC telah menyertai promosi projek itu.Secara rasmi, ia juga percaya bahawa projek baru ini dijalankan oleh BBC sendiri dengan penyertaan Oxford University dan British Meteorological Service. Upaya ini tidak sia-sia – untuk dua hari yang tidak lengkap yang telah berlalu sejak pengumuman projek itu, jumlah peserta berdaftar melebihi 35 ribu. Laman khas menunjukkan pengedaran mereka mengikut negara. Dengan cara ini, hanya ada sedikit lebih daripada 50 orang dari Rusia, dan ia akan menjadi lebih bagus jika terdapat lebih daripada mereka.

Apakah yang diterima oleh pengguna sebagai pertukaran kepada penyediaan sumber pengkomputeran mereka? Program yang dipasang pada komputer membolehkan anda melihat hasil pengiraan semasa pada bila-bila masa dalam bentuk dunia yang berputar di skrin. Di tapak projek, pengguna boleh berkomunikasi dalam forum dan pasukan, bersaing dalam bilangan pengiraan yang dilakukan. Tetapi perkara utama, sudah tentu, rasa kepunyaan salah satu eksperimen pengkomputeran terbesar di dunia.

Alexander Sergeev


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: