Modelos por computadora a petaescala

El desarrollo de potentes superordenadores capaces de analizar los datos de décadas en un abrir y cerrar de ojos marcará un hito tecnológico capaz de producir cambios fundamentales en la ciencia, ingeniería y medicina. Los ingenieros de la Universidad de Miami, en colaboración con la Universidad de California en Berkeley, y el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas, han desarrollado nuevos modelos por computadora a petaescala enfocados a la representación detallada de la dinámica del clima, sentando las bases para la próxima generación de complejos modelos climáticos.

La velocidad de la supercomputación se mide por el número de cálculos que se pueden realizar en un segundo. Las computadoras a petaescala pueden hacer 1.000.000.000.000.000 cálculos por segundo, una alta tasa asombrosa incluso si se compara con los superordenadores. Y aunque verdaderamente “peta” es un procesamiento actualmente poco común, la disponibilidad prevista de la informática a petaescala ofrece una oportunidad de oro para simulaciones y predicciones del clima, que hará avanzar a los científicos de manera espectacular, contribuyendo a mejorar la calidad de vida en el planeta.

Durante décadas los investigadores han supuesto de que, en cierto sentido, el tiempo y el clima son independientes. En otras palabras, la gran escala del clima determina el entorno en el que los fenómenos meteorológicos se forman. Sin embargo, los investigadores han encontrado pruebas de que el tiempo tiene un profundo impacto sobre el clima, con la conclusión de que es de suma importancia tener en cuenta estos factores para mejorar las predicciones climáticas, así como las proyecciones del cambio climático.

Con este aumento de capacidad, el equipo de ingenieros dirigido por el doctor Ben Kirtman, profesor de meteorología y oceanografía física en la Universidad de Miami, han podido desarrollado una nueva estrategia en el modelo de tiempo y clima o “conjuntos interactivos”. Específicamente el diseño esta pensado para aislar las interacciones entre el tiempo y el clima. Estos conjuntos interactivos ya se están aplicando en uno de los principales modelos de cambio climático del Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas (NCAR) y la Comunidad de Modelo del Sistema Climático (CCSM).

La investigación servirá como una especie de “programa piloto” para conceptualizar y preparar la aplicación de tales sistemas computacionales, que en la actualidad siguen siendo desde el punto de vista de la ingeniería un desafío. Aunque en realidad no tienen acceso pleno en la capacidad a petaescala, estos experimentos proporcionarán un entorno computacional que en muchos de sus aspectos teóricos en los conjuntos interactivos podrán ser testeados a fondo. El cálculo en los bancos de pruebas son esenciales para permitir el desarrollo científico de los conjuntos interactivos y garantizar así el uso eficiente de los recursos que ofrece en la actualidad la computadora a petaescala.

Esto hará que por primera vez el equipo de investigadores tengan los suficientes recursos computacionales a disposición para empezar a solucionar estos acuciantes problemas científicos de manera completa. La información que obtendrán de este proyecto servirá como una piedra angular para la informática a petaescala, ayudando a avanzar en el estudio de las interacciones entre el clima y los fenómenos climáticos a escala mundial.

El proyecto reunirá a estudiantes de Ciencias de la Computación y de Ciencias del Clima para abordar los problemas de una manera interdisciplinaria. Si bien esta investigación se centra en la ciencia del clima, los productos derivados de este trabajo son aplicables a problemas de modelado, junto a otras ciencias y campos de la ingeniería.

Datos de investigación provenientes de la Universidad de Miami.