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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Supercomputer helfen bei Hurrikan-Vorhersage |
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| | | Wenn in der Karibik ein neuer Hurrikan auftaucht und sich auf eine unbekannte Bahn nach Norden begibt, wirbelt ein Modell des Sturms im Arbeitsspeicher eines Supercomputers in Kalifornien. |
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Mehrere hundert Prozessoren führen dort Milliarden von Berechnungen in der Sekunde aus, um mit Hilfe komplexer mathematischer Gleichungen den Kurs und die Stärke des Hurrikans vorherzusagen.
Mehr als eine Stunde braucht dafür der Computer im Fleet Numerical Meteorology and Oceanography Center (FNMOC) in Monterey.
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Gefüttert mit Messwerten von zahlreichen Sensoren
Gefüttert werden die leistungsstarken Rechenhirne mit den Messwerten von Sensoren, die an zahllosen Orten Millionen von meteorologischen Daten sammeln. Zusätzlich lassen Spezialflugzeuge auf der Jagd nach den Wirbelstürmen Sonden mit Messinstrumenten in die atmosphärischen Turbulenzen hinab. |
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Fortschritte bei Simulationsprogrammen |
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Bei den Programmen zur Simulierung der Atmosphäre hat es in den vergangenen Jahren erhebliche Fortschritte gegeben.
So konnte die Fehlerquote bei den Prognosen des Nationalen Hurrikan-Zentrums der USA in Miami seit 1998 halbiert werden. Wenn es aber zu längerfristigen Vorhersagen kommt, fällt die Qualität der Computerergebnisse rapide ab.
So waren die Meteorologen etwa ziemlich überrascht, als der Hurrikan "Charley" am 13. August mit weit stärkerer Wucht den Südwesten Floridas erreichte als erwartet.
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Mathematische Modelle Ausschlag gebend |
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Den Ausschlag für die Qualität der Prognosen geben die mathematischen Modelle, die ständig an neue Forschungsergebnisse angepasst werden müssen.
Die zumeist in Fortran geschriebenen Simulationen legen ein dreidimensionales virtuelles Netz über die Erde. Für jeden Kreuzungspunkt der Linien werden Luftdruck, Feuchtigkeit, Temperatur, Windgeschwindigkeit und andere Parameter überwacht und verarbeitet.
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Höhere Auflösung, bessere Vorhersage |
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Eine höhere Auflösung dieses Netzes erhöht die Vorhersagen. Und dafür wird eine höhere Rechenleistung benötigt.
"Man versucht, die Auflösung immer höher zu treiben", sagt der Chefwissenschaftler der Marine-Meteorologen in Monterey, Mike Clancy. "Dies wird aber von der Leistung der Supercomputer begrenzt."
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Neues Modell in Arbeit |
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In den nächsten Jahren wollen Wissenschaftler der National Atmospheric and Oceanographic Administration (NOAA) ein neues Modell von hoher Auflösung erstellen, welches das Zusammenspiel der atmosphärischen Strömungen mit dem Meer und dem Land besser erfasst als bisher.
Mit dessen Daten soll ein Supercomputer in Maryland arbeiten, wo schon jetzt 116 Millionen Messwerte am Tag verdaut werden müssen.
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01.01.2010 |
