资料图：英国最大的超级计算机HECToR，每秒能进行100万亿次运算，运算速度是普通计算机的10万倍。科学家和工程师计划利用HECToR模拟从气候变化到金融市场等一切事情

　　资料图：IBM公司与美国能源部国家核安全局（NNSA）联合开发的BlueGene/L，牢牢占据全球最快超级计算机TOP500排行榜头把交椅

　　据国外媒体报道，气象与气候专家曾计划研制一台世界上运算能力最强大的计算机，以精确预报全球任何地点的天气。如今，这一愿景已在多台百亿亿次（Exascale）超级计算机上逐步实现。例如，美国的Frontier（前沿）和Aurora（曙光）等系统已能将全球大气网格分辨率提升至千米级，大幅提升了对飓风、暴雨和干旱等极端事件的预测能力。

　　这种超级计算机通过将地球大气划分为数十亿个三维网格单元，模拟每个单元内的温度、气压、湿度和风速等参数，再结合物理方程求解。早期的HECToR（赫克托）每秒运算100万亿次，而当代Exascale系统速度已超每秒100亿亿次，比HECToR快一万倍。正如乔治·梅森大学气候动力学教授杰盖迪斯·苏柯拉（Jagadish Shukla）在2008年所言，目标是“彻底改变天气预报模式”。他设想的每秒1000万亿次运算能力早已被超越。

　　欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的提姆·帕默（Tim Palmer）指出，上一代电脑无法模拟云和风暴系统的关键行为，而当前的高性能计算机已可以运行高分辨率地球系统模型，将天气预报与气候预测联系起来。苏柯拉教授表示：“我们不仅知道全球正在变暖，还能通过精细化模型预判各地区的具体影响，为政策制定提供科学依据。”

　　该超级计算中心的构想曾借鉴欧洲核子研究组织（CERN）的成功模式。但英国气象办公室首席科学家约翰·米切尔（John Mitchell）强调，需要多个中心采用不同方法以消除系统性误差。事实上，全球气象预报已形成多中心协同的格局，如ECMWF、美国国家环境预报中心（NCEP）等均依赖超算进行集合预报。

　　超级计算机的头衔不断更迭：日本的“地球模拟器”（2004年夺冠）、IBM的“蓝色基因”（2006年）、爱丁堡大学的HECToR以及后来的“天河”、“神威·太湖之光”等。科学家还尝试过利用分布式计算，例如使用70万台PlayStation 3研究蛋白质折叠，达到了每秒1000万亿次运算的纪录，但这并非用于实时气象。

　　科幻作品中曾经担忧这样的机器失控，正如阿瑟·C·克拉克和斯坦利·库布里克在《2001太空漫游》中描绘的超级电脑“哈尔”。然而，实际面临的关键问题是能源消耗和碳排放。一台国家级超算的功耗相当于一座小城市的用电量。苏柯拉指出：“我们正全力将碳排放降至最低，同时采用更高效的冷却技术和可再生能源。”

　　相关报道：

　　揭秘中国首台万亿次计算机 体积仅有冰箱大

　　英国最快超级计算机揭秘：每秒运算100万亿次

　　（注：本文基于2008年报道并补充最新进展，图片为原始资料图。）