俗话说 ， “天有不测风云” 。 但目前 ， 中国的天气预报尤其是晴雨预报准确率在87％以上 ， 接近发达国家水平 。 这背后 ， 得益于气象高性能计算四十年的发展 。
在中国气象局 ， 天气的数值预报离不开计算机 。 在改革开放初期 ， 中国气象局引进了M-160Ⅱ和M-170两台大型计算机 。 使用这两台大型计算机 ， 需要先小心翼翼地穿纸带、凿卡片 ， 然后通过光电读卡机将程序读入到计算机里 。 虽然如此 ， 它们的性能在当时十分先进 ， 主要用于国际气象通信业务 ， 也被拿来研发数值预报模式 ， 有时还会对外开放 ， 全国各地都有人特地前来使用 。
与“上机”的烦琐步骤相映衬的 ， 是人们对设备的百般呵护 。 那时还没有加湿器 ， 为保持机房的湿度 ， 要往空调送风口里吹水蒸气 ， 水蒸气由一个密闭的电炉烧开水产生 。 当时北京的自来水里矿物质颇多 ， 电炉没过多长时间就结起水垢 ， 只好改烧蒸馏水 。 为此 ， 单位专门买了十几个塑料水桶运水 。 水通过电梯运至三楼 ， 再由四轮推车运至机房门口 ， 最后由几个年轻人两人一桶将盛满蒸馏水的水桶挑到空调机房 。
有了大型计算机 ， 我们气象科研人员研究出了实用的数值天气预报模式 ， 将我国数值模式预报业务体系从无到有慢慢建立起来 。
20世纪90年代是我国数值模式预报业务蓬勃发展的时期 ， 我国跻身少数能够发布中期数值预报的国家 ， 气象数据实现了实时收集和分发 ， 数据从观测站到达预报员眼前的时间 ， 从1小时以上缩短到了10分钟以内 。 后来 ， 阵列机在气象部门全面铺开 ， 在超级计算机的基础上 ， 中国气象局自主研发了新一代全球/区域通用数值天气预报系统（GRAPES） ， 走过了从启动研发到业务化的光辉历程 。
党的十八大以来 ， 气象信息化工作深入开展 ， 国产数值预报模式GRAPES的能力和水平不断改善 ， 已成为支撑智能化网格预报的核心力量 。 与此同时 ， 数值预报赖以运行的高性能计算资源大幅改善 ， 国产高性能计算机在其中逐渐成为主角 。
【我国气象高性能计算发展的40年】随着我国计算机技术的发展 ， 气象部门引进了“派-曙光”国产高性能计算机 ， 设有众核小规模试验子系统 ， 为数值模式的移植与优化未雨绸缪 。 经过努力 ， 中国气象局新一代高性能计算机系统“派-曙光”启动了业务化应用 。 新系统计算能力达到每秒8189.5万亿次浮点运算 。 在引进“派-曙光”国产高性能计算机后 ， 中国气象局高性能计算机系统总体规模跃居气象领域世界第三位 ， 仅次于英国气象局和日本气象厅 。
但气象部门并未满足于此 ， 因为高性能计算机领域的革新同样永无止境 。 曾蝉联世界超算冠军的“神威·太湖之光”基于众核处理器构建 ， 这也代表了未来超算的发展方向 。
如今 ， 随着技术不断进步 ， 气象信息化发展也进入了新阶段 。 而作为气象信息化基础设施的高性能计算资源 ， 将继续为气象信息化与智慧气象建设铺就大道 ， 为人民群众提供更精准的天气预报以及各种个性化的气象服务 。 （作者系国家气象信息中心副总工程师沈文海）
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