日本國立環境研究所與東京大學大氣海洋研究所等組成的研究團隊，開發出了利用計算速度世界第一的超級計算機「富嶽」預測地球氣象現象的演算法。該方法一次可以計算的資料量達到原來的500倍以上，有望提高天氣預報的精度。
理化學研究所計算科學研究中心的超級計算機「富嶽」
對天氣預報而言，用於計算的資料要考慮到電腦的性能。即使爲了提高精度而增加資料量，但如果電腦實際上無法處理過大的資料量，那麼也無法得到預測結果。
預測資料主要來自於世界各地設置的大氣溫度計和風速記錄計等測量設備及氣象雷達等。數值預報是透過利用這些資料進行詳細的計算來預測地球上的大氣如何活動。要想準確掌握雲的狀態以及大氣中的水氣含量等，需要以網格狀方式對從地面到大氣圈的範圍進行詳細的分析，從而提高解析度。
另外，目前全世界都在利用名爲「集合預報」的方法提高長期預測精度。這是透過在預測的大氣溫度和風速等中加入觀測誤差程度的微小差異來計算多種模式等，從而提高預報精度的方法。模式越多，精度越高，但計算所花費的時間也越長。使用的電腦計算速度越快，預測性能越高，因此隨着富嶽的出現，預測精度有望提高。
研究團隊利用富嶽開發出了將大氣計算結果（以單邊爲3.5公里的立方體將大氣分割爲網格狀計算）組合成1024種模式來預測天氣的方法。利用了13萬1072個節點，相當於富嶽全部計算裝置（節點）的80％左右。基於資料的預測能以每秒2.9京次（29PFLOPS）的速度計算，組合預測結果的部分能以每秒7.9京次（79PFLOPS）的速度計算。與氣象廳日常利用的集合預報相比，規模達到500倍。
要想同時完成大量計算，重要的是要縮短與寫入和擷取計算結果的存儲裝置的通訊時間。研究團隊進行了設定，可以將計算結果寫入設置在節點附近的存儲裝置——固態硬碟（SSD）中。即使是利用了富嶽整體80％的計算裝置的大規模計算，透過縮短擷取和寫入所需的時間，也可以縮短計算時間。
研究團隊今後還計劃向氣象預報以外的領域擴大用途，比如用來推算溫室氣體和大氣污染質的排放量等，將用於整個地球環境的研究。
日文：矢野攝士、《日經產業新聞》、2020年12月8日
中文：JST客觀日本編輯部
