Superordenadores y clima
Meteorología
La predicción y diagnóstico del clima comprende tres fases: obtención de datos, elaboración de un modelo teórico y solución numérica del mismo.
Los modelos se aplican de forma semejante, mediante una retícula homogénea sobre los océanos y la atmósfera, se asignan valores a la temperatura, humedad, el contenido químico y otras propiedades. Pueden haber zonas en las que se captan más datos, que suelen corresponder a regiones más pobladas.
Hay otras técnicas más realistas, una considera la malla no homogénea, mientras que otra hace los cálculos en regiones internas con subrejillas y así sucesivamente, hasta alcanzar el detalle óptimo dentro de la región a estudiar. Esta técnica se llama de 'mallas anidadas'.
Superordenadores
Dado que hasta el momento no ha sido posible la resolución analítica de gran parte de las ecuaciones que sirven para simular el clima, se emplean los conocidos como superordenadores, máquinas con una gran potencia de cálculo numérico.
Las características de estos nuevos superordenadores (año 2000) hacen que los PC"s más potentes parezcan simples calculadoras de bolsillo. La nueva máquina de la NASA está integrada por 1024 microprocesadores a 400 MHz, con 128 Goctetos de memoria RAM, disco de 800 Goctetos y un rendimiento de hasta 409 gigaflops (Un gigaflop significa mil millones de operaciones elementales por segundo).
Al disponer de mayor velocidad de cálculo, se pueden incorporar a los modelos más elementos del clima y la atmósfera puede ser dividida en una retícula más fina. Con lo que se logra una aproximación más cercana a la realidad. Asimismo, la capacidad para hacer funcionar estos modelos más rápidamente significará que se podrán obtener más simulaciones, lo que en términos estadísticos permitirá un mejor análisis de la solidez de las conclusiones.
Innovaciones
La potencia adicional que las nuevas tecnologías ofrecen, ayudará a la "Iniciativa para las ciencias de la Tierra" de la NASA a confeccionar mejores modelos del clima de la Tierra.
Durante los últimos años, en el Centro de Investigación Ames (NASA), han estado trabajando junto con el fabricante de ordenadores Silicon Graphics. El resultado son innovaciones que aumentan la potencia real de estas máquinas en aproximadamente un factor de 10. Están disponibles para los usuarios de superordenadores siendo válidas además de para el diseño de modelos climáticos para otras modelizaciones.
La primera es una estructura de memoria llamada "memoria compartida de imagen única". En este diseño, toda la memoria del superordenador se utiliza como un espacio de memoria continuo por todos los microprocesadores. Este esquema es más eficaz que pasar los mensajes directamente entre los procesadores, como lo hace la mayoría de los equipos de computación paralela.
La segunda innovación es una herramienta de diseño de programas, denominada "paralelismo de niveles múltiples". El programa creado, utilizando esta herramienta, puede usar la zona común de memoria para subdividir el problema en trozos con un refinamiento adecuado y efectuar los cálculos en paralelo.
Datos desde satélites
Los datos necesarios para alimentar los superordenadores se obtienen de satélites de la NASA y de la red mundial de estaciones meteorológicas. Además los archivos históricos con esta información son ideales para la verificación de los modelos. Incluso es posible que con estos superordenadores se pudiera calcular con precisión el clima real del pasado.
Actualmente los modelos por ordenador son bastante apropiados para hacerlo, pero todavía se pueden perfeccionar. A medida que los equipos informáticos continúen avanzando los modelos del clima serán más precisos y ofrecerán mejores respuestas a las inquietantes preguntas sobre el cambio climático.
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