Про проект BBC Climate Change Experiment
Вчені Оксфордського університету та Британського метеорологічного бюро запрошують всіх бажаючих взяти участь у розподіленому обчислювальному проекті по моделюванню глобальних змін клімату. Щоб залучити більше учасників, проект проводиться під егідою віщальної корпорації BBC.
Офіційний сайт проекту - http://bbc.cpdn.org/
14 лютого 2006 року британська корпорація BBC оголосила про запуск нового, самого масштабного в світі проекту розподілених обчислень, призначеного для вивчення процесів зміни клімату, за назвою Climate Change Experiment. Приєднатися до проекту може будь-який бажаючий. Для цього потрібний персональний комп'ютер з операційною системою Windows 2000/XP або Linux і підключення до Інтернету. Програма працює у фоновому режимі, використовуючи надлишки процесорного часу, і періодично відсилає отримані результати на центральний сервер.
Мета проекту - дати найкращий можливий на сьогодні прогноз довгострокових змін клімату.
Глобальне потепління
Всього років десять назад ще не було впевненості в тому, що процес глобального потепління клімату взагалі має місце. Скептики залишаються й зараз, але більшість вчених все-таки визнають, що середня температура на поверхні Землі збільшується. Найбільше переконливо про це говорять зміни, що відбуваються в Арктиці, де приріст середньорічних температур максимальний.
Проте в питанні про природу глобального потепління до консенсусу ще дуже далеко. Значна частина вчених переконана, що потепління має антропогенну природу та пов'язано в першу чергу з викидом в атмосферу так званих парникових газів. Однак багато хто вважає, що цей висновок не має достатніх доказів: так, між збільшенням викидів і потеплінням є кореляція, але збіг - це ще не доказ причинного зв'язку.
Щоб розібратися в дійсних причинах потепління клімату, спрогнозувати його розвиток і знайти способи протидії, потрібно вміти моделювати глобальні кліматичні процеси. Скільки-небудь точно прогнозувати динаміку атмосферних процесів, тобто погоду, можна не більше ніж на кілька діб. Далі не дозволяють просунутися три фактори: брак даних про поточний стан атмосфери і океану, недостатнє знання процесів, що визначають зміни погоди, а також нестійкості в цих процесах, які накладають фундаментальні обмеження на точність і довгостроковість метеорологічних прогнозів.
Прогнозування клімату
Однак моделювання клімату принципово відрізняється від моделювання погоди. У цьому випадку прогнозувати треба не точні значення, наприклад температури, а, грубо кажучи, границі коридору, у яких вона з високою ймовірністю буде перебувати. Таке завдання помітно простіше, оскільки в більшості випадків можна відмовитися від моделювання динаміки повітряних мас і води й обмежитися умовами балансу речовини та енергії.
Але навіть у такому різко спрощеному вигляді завдання однаково залишається дуже складним. Для системи, що поєднує атмосферу, гідросферу (включаючи льоди) і біосферу, відомі далеко не всі рівняння переносу речовини й енергії. Багато процесів зовсім не вивчені, а для інших є безліч параметрів, значення яких відомі з низькою точністю. Змінюючи значення цих параметрів, можна одержати прогнози, що істотно відрізняються між собою.
Щоб вибрати оптимальний набір параметрів, потрібно змоделювати розвиток клімату на досить тривалому відрізку часу, для якого є метеорологічні дані, і порівняти отримані результати зі спостереженнями. Якщо вони подібні, значить параметри підібрані вдало, можна продовжити розрахунки й спробувати спрогнозувати майбутню еволюцію клімату, якщо ні - параметризація відкидається. На практиці задовільна відповідність моделі з даними контрольного періоду буде спостерігатися при різних наборах параметрів. Так що замість однієї моделі в нас вийде ціле сімейство, і прогноз, як і треба, буде носити імовірнісний характер.
Різних комбінацій параметрів може бути дуже багато. І хоча кліматичні розрахунки набагато простіші метеорологічних, перебір всіх цікавих сполучень вимагає величезної обчислювальної роботи. З таким завданням важко впоратися навіть самим потужним сучасним суперкомп'ютерам. Саме тому британські кліматологи звернулися із проханням до всіх власників персональних комп'ютерів допомогти в цій важливій роботі, безоплатно надавши для кліматичних розрахунків обчислювальні потужності, що простоюють.
Передісторія проекту
Вперше таке запрошення пролунало 12 вересня 2003 року, коли публіці була представлена програма climateprediction.net. Вона встановлювалася в Windows як екранна заставка (скрінсейвер) і працювала в періоди тривалого простою комп'ютера. Програма моделювала температуру, тиск, хмарність та кількість опадів з урахуванням сезонних коливань надходження сонячної енергії, концентрації вуглекислого газу, розподілу масивів суши, сніжного покриву, океанських течій.
За перші півтора року в проекті взяли участь 95 тисяч чоловік з 150 країн. У сукупності вони надали в розпорядження дослідників близько 8 тисяч років процесорного часу, що дозволило обрахувати більше 60 тисяч кліматичних моделей, що охоплюють разом 2,7 млн років модельного часу. Результати виявилися не занадто точними: при різних реалістичних значеннях параметрів величина глобального потепління до середини XXI століття коливалась від 2 до 11 градусів. Але ж важливий висновок полягав в тому, що ні при якому розумному сполученні параметрів модель не прогнозувала похолодання.
І все-таки великий розкид результатів вказував на те, що використовувана модель містить занадто багато довільних допущень і має бути удосконалена. Одним з найважливіших удосконалень стало врахування у моделі круговороту сірки, яке було додано у серпні 2005 року. Усього ж до листопада 2005 року було прораховано вже понад 135 тисяч моделей, що відповідає 6 млн років модельного часу.
Скріншот програми Climate Change Experiment
Новий проект
І от зараз оголошено про вихід істотно оновленої програми, до розрахунків по який розроблювачі сподіваються залучити значно більше обчислювальних ресурсів, ніж раніше. Кожен прогін моделі в новому проекті охоплює відрізок в 160 років модельного часу (для порівняння: у першій версії - тільки 45 років). Перша фаза розрахунку відноситься до періоду з 1920-го по 2000 рік. Якщо до кінця цієї фази будуть отримані розумні результати, приблизно схожі на реальний стан клімату, то розрахунок переходить у другу фазу, що охоплює ще 80 модельних років. Якщо ж проміжні результати виявляться неадекватними, модель відкидається й починається новий розрахунок. Розроблювачі планують провести близько 500 тис. прогонів моделі з різними значеннями параметрів.
Основні варіанти відображення поточних результатів розрахунку (зверху вниз, зліва направо): температура, хмарний покрив, атмосферний тиск, опади, температура поверхні океану, викиди сірчаних аерозолів
Щоб домогтися таких вражаючих результатів, було зроблено два важливих кроки. По-перше, програма тепер працює не в режимі екранної заставки, а як фоновий процес. Тобто вона активна увесь час, поки на комп'ютері користувача завантажена операційна система. Але щоб не заважати іншим програмам, обчислення виконуються з низьким пріоритетом, використовуючи процесор тільки в ті моменти, коли він простоює. Наприклад, коли користувач набирає текст в MS Word, середнє завантаження процесора не перевищує 10%. Це значить, що інші 90% дістануться програмі моделювання клімату. У цілому виходить куди більше, ніж при роботі тільки в періоди тривалих простоїв, як раніше.
По-друге, вжиті заходи до того, щоб залучити до проекту якнайбільше учасників. Для цього до розкручування проекту підключилася віщальна корпорація BBC. Формально навіть вважається, що новий проект здійснюється самою BBC при участі Оксфордського університету і Британської метеорологічної служби.
Що ж одержує користувач в обмін на надання своїх обчислювальних ресурсів? Встановлена на комп'ютері програма дозволяє в будь-який момент подивитися поточні результати розрахунку у формі глобуса, що обертається на екрані. На сайті проекту користувачі можуть спілкуватися у форумі й об’єднуватися в команди, змагаючись у кількості виконаних обчислень. В цьому проекті також відкритий філіал Української Команди Розподілених Обчислень - UKRAINE, до якої запрошуємо приєднатися всіх бажаючих. Але головне - це, звичайно, почуття причетності до одного із найбільших у світі обчислювальних експериментів.
В грудні 2006 р., коли кількість учасників проекту досягла 213500 чоловік, організатори повідомили про завершення реєстрації нових учасників. Проект увійшов у заключну фазу, незабаром буде завершена також роздача нових завдань (клімат-моделей) для тих користувачів, що вже зареєстровані.
Якщо вас зацікавив проект, тоді до вашої уваги стаття "Як підключитися до проекту BBC Climate Change Experiment".
Рекомендуемо також цікаву статтю про результати моделювання змін клімату, яке виконали в рамках іншого дослідницього проекту.
Підготовлено за матеріалами статті Олександра Сергєєва з ресурсу Элементы |
ua 
ru 
|
Пошук...
|
Сайт відкрито 14.12.2005
