Overvågning af orkaner for bedre livredning, ejendomsbevarende beslutninger

Når en naturkatastrofe rammer, førstehjælpere træder til for at reducere skader og redde liv. De risikerer deres liv i meget uforudsigelige miljøer - ofte uden klar viden om de farer, de står over for, eller hvor der er mest brug for dem.

Nu, forestil dig, hvis indsatspersonale kunne bruge banebrydende katastrofeprognosemodeller sammen med realtidsdata til at forudsige en katastrofes indvirkning og derefter bruge disse oplysninger til at træffe bedre informerede beslutninger. Færre liv ville gå tabt, og flere mennesker ville få den hjælp, de har brug for.

Texas Advanced Computing Center (TACC) ved University of Texas i Austin gør dette muligt - hjælper topforskere med at skubbe videnskabens grænser til nye grænser og køre komplekse modeller for smartere og mere informerede beslutninger i den virkelige verden.

Statslige og føderale nødhjælpsorganisationer bruger live, geografiske data fra satellitter og softwaresystemer såsom ADCIRC (Advanced Circulation) for at simulere kystnære tidevand og strømbevægelser. At knuse alle disse data og omdanne dem til brugbare visuelle kort kræver intensiv, højhastigheds processorkraft. Som resultat, agenturer bruger output fra supercomputere hos TACC til at forudsige storme og støtte livredning, ejendomsbevarende beslutninger i realtid. TACC støttede indsatsbestræbelser under orkanerne Harvey i 2017 og Firenze i 2018.

Nu, denne reaktion vil være endnu hurtigere og mere målrettet med lanceringen af ​​UT's nyeste supercomputer — Frontera — den hurtigste supercomputer på ethvert amerikansk universitet og det femtemest kraftfulde system i verden.

Clint Dawson, en professor i rumfartsteknik og ingeniørmekanik og leder af Computational Hydraulics Group, bruger Frontera til at undersøge en af ​​de farligste aspekter af orkaner:stormflod.

Stormflod er strømmen af ​​vand på land skabt af kraftige storme. Det skaber højrisikosituationer såsom indlandsoversvømmelser og voldsomme bølger.

"Det er et stort problem, og det bliver endnu større, fordi flere og flere mennesker bor ved kysten, og havniveauet stiger på grund af klimaændringer, " sagde Dawson. "Vi har også større og mere intense orkaner, end vi har haft tidligere."

Andelen af ​​tropiske storme, der forstærkes til kraftige orkaner, er tredoblet i løbet af de sidste 30 år, ifølge nyere forskning.

med Frontera, stormflodsmodeller vil kunne redegøre for virkningerne af nedbør og erosion på oversvømmelser. Beredskabsledere kan indarbejde information om strukturer for at forudsige, hvilke bygninger der vil oversvømme, når en bølge rammer, og hvor hårdt de vil blive påvirket.

Dawson minder om, hvordan forskere tidligere havde adgang til computere med kun begrænset hukommelse og computerkraft. At forudsige orkanspor og stormflodsniveauer var "bare fuldstændig udelukket, " han sagde.

Imidlertid, med fremkomsten af ​​supercomputere, disse simuleringer kan nu køre hurtigere og producere prognoser med højere opløsning. I øvrigt, forskere kan lave flere prognoser for en række forskellige situationer, med mere opdateret information, giver dem mulighed for at producere mere præcise og præcise forudsigelser.

"Vi har tilføjet mere og mere fysik, bedre numeriske algoritmer, bedre software, bedre brug af højtydende computerressourcer, og det fortsætter bare med at forbedre sig til i dag, " sagde Dawson.

Forbedrede simuleringer vil også informere beslutninger om fremtidig planlægning. "Skal vi bygge nye beskyttelsessystemer eller flytte folk ud af fare? Hvem bor i en flodslette? Hvem gør ikke?" sagde Dawson.

At finde disse svar vil føre til skabelsen af ​​bedre krisecentre, forbedret infrastruktur, og mere grundig information om alle aspekter af en storms påvirkning.

TACC's supercomputere revolutionerer den tidligere langsomme og unøjagtige proces med at forudsige naturkatastrofer, at tillade beredskabspersonale, den private sektor og den brede offentlighed til at træffe bedre beslutninger - i sidste ende bevare ejendom og minimere tab af menneskeliv.

Dette er kun én anvendelse af disse transformative maskiner. "Vi kan nu løse problemer, som vi bare ikke har været i stand til at løse før, " sagde Dawson. "Jeg er altid interesseret i at se, hvad der sker, når vi skubber på konvolutten, fordi vi altid lærer nye ting."