הוריקן סנדי, שנחת ליד בריגנטין, ניו ג'רזי, ב-29 באוקטובר 2012, היה חלון ראווה של חיזוי מזג אוויר מודרני - אבל לא בהכרח כזה שהתאפשר על ידי ההנדסה האמריקאית.

הסופה האירה זרקור על עליונותו של דגם מחשב המנוהל על ידי מרכז מזג אוויר אירופאי, המכונה המרכז האירופי לחיזוי מזג אוויר בטווח בינוני (ECMWF), אשר, יותר משבוע מראש, איתר ישירות את מסלול הקרס השמאלי הידוע לשמצה של סנדי. לתוך ניו ג'רזי.

כעת, שנתיים לאחר הסערה המפלצתית ההיא, נותר אותו פער מחשוב - במקרים מסוימים הולך וגדל אף יותר. בנוסף, שירות מזג האוויר מנסה לחזק עוד יותר אלמנטים בסיסיים של התשתית שלו, כמו לוויינים ורשתות מחשבים. סוגיות אלו מעלות את השאלה האם הסוכנות מוכנה להתמודד עם סנדי אחרת.

המסלול הזה היהחֲסַר תַקְדִיםבהיסטוריה המודרנית של הוריקנים באוקיינוס ​​האטלנטי, ורק ימים לאחר שדגם ה-ECMWF (הידוע גם כ"אירו") הראה את הפנייה שמאלה מאיימת, הגיע מודל המחשב GFS של האמריקאים להסכמה עם מקבילו האירופי, והעניק לחזאים ביטחון רב יותר בהשמעת אזעקה.

התחזיות המדויקות כנראה הצילו חיים וכסף, שכן משפחות וחברות הצליחו לנקוט באמצעי הגנה. ובכל זאת, כמעט 150 בני אדם מתו והסופה עלתה לפחות 70 מיליארד דולר.

לאחר הסופה, קהילת המטאורולוגיה האמריקאית התמקדה בחסרונות בכוח המחשוב שלה בהשוואה ל-ECMWF ולמרכזים בינלאומיים אחרים, וההערכה העצמית הקשה הזו נמשכת לעתים.

הקונגרס הגיב לסנדי עם 48 מיליון דולר בהקצאה משלימה שהופנתה ל-NWS, 25 מיליון דולר מתוכם מוקדש לשדרוגי מחשוב-על שאמורים לאפשר לשירותי מזג האוויר להפעיל מודלים מהירים יותר ברזולוציה גבוהה יותר. בהכרזה על הכסף, הסוכנות טענה שהיא תעלה בקרוב על מחשבי העל של שותפיה הבינלאומיים.

מנהל NWS לואיס אוצ'ליניאמר למרכז האקליםבמרץ 2013 כי הסוכנות ביצעה את "הגידול הגדול ביותר בקיבולת המחשוב שהייתה לנו אי פעם", ופרסמה זינוק בכוח העיבוד ל-1.9 פטפלופים עד סוף שנת הכספים 2015. פטפלופ הם מדד למספר החישובים של המחשב יכול לבצע בשנייה.

עם זאת, יותר משנה לאחר מכן, במירוץ לעוד טרפלופ ופטפלופ, ה-NWS עדיין נמצא הרחק מאחורי סוכנויות מזג האוויר של מדינות אחרות, דבר שאוצ'ליני הודה בראיון ל-Mashable. עם זאת, הוא אמר שהסוכנות שלו פועלת "באגרסיביות" כדי לשנות את המצב, ושהיא לא איגרה בלוח הזמנים.

הוא הוסיף כי המימון הקשור לסנדי העלה את הסוכנות "על נתיב" לקראת תחרות בבריטניה, ECMWF ומרכזים אחרים. לפי Uccellini, ה-NWS בדרך למהירות עיבוד שיא של 1.5 petaflops עד ינואר 2015, ולהגביר עוד יותר לאחר מכן.

"אנחנו לא יושבים על 1.5 הפטפלופים שאיתם אנחנו נכנסים ל-2015", אמר, "אנחנו מנסים באגרסיביות רבה לבנות על זה".

אירוע השבוע עורר ביקורת על הסוכנות של אוצ'ליני על איטית בשיפור המחשוב שלה ולטפל בבעיות מרכזיות אחרות. ביום שלישי הודיע ​​משרד המט" בבריטניה על רכישת מחשב-על של 128 מיליון דולר - מיצרן אמריקאי, לא פחות - שלדבריו יניב תחזיות מפורטות ומדויקות יותר של מזג אוויר ותחזיות אקלים עונתיות יומיומיות. מחשב העל, שייבנה על ידי Cray Inc. מסיאטל, וושינגטון, יהיה בעל כוח עיבוד של 16 petaflops עד 2017. לפי הודעה לעיתונות של Cray, העסקה היא חוזה מחשבי העל הגדול ביותר אי פעם עבור החברה מחוץ לארצות הברית .

במקרה זה, המחשב של משרד המט"ר צפוי להיות מסוגל לבצע 16,000 טריליון חישובים בשנייה כאשר הוא מועלה לקיבולת מלאה.

ה-ECMWF גם השקיע בתשתית מחשוב-על של Cray שיש לה "רב-פטפלופ" במהירות העיבוד. למודל היורו שלו יש גם דרך מעולה לקלוט את הנפח העצום של נתוני מזג האוויר המגיעים מלוויינים, מטוסים, תחנות תצפית עיליות ומקורות אחרים, שהוא תהליך המכונה הטמעת נתונים.

יש מירוץ לכל טרפלופ נוסף של כוח מחשוב מכיוון שכוח העיבוד מאפשר לחזאים להריץ מודלים ברזולוציה גבוהה יותר ובמרווחים מהירים יותר, תוך שימוש בקופסאות רשת קטנות יותר שיכולות ללכוד תופעות מזג אוויר בקנה מידה קטן כמו סופות רעמים קשות ותכונות שטח קרקע איטיות, גסות יותר. דוגמניות מתגעגעות.

חשוב מכך, מחשבים מהירים יותר מאפשרים לחזאים להפעיל את מה שמכונה הרכבי מודל, או מודלים המופעלים מספר פעמים לאחר שהוזנו במידע מעט שונה, ובכך מאפשרים למטאורולוגים להעריך את אי הוודאות של תחזית מסוימת.

מנהל NWS דוחה את הביקורת

מצגת PowerPoint מאת פקיד NWS ברמה גבוהה מ-5 באוגוסט 2014, שדווחה לראשונה על ידיהבלוג של כנופיית מזג האוויר הבירה של וושינגטון פוסט, מראה כי לסוכנות לא תהיה כמות דומה של כוח עיבוד ל- Met Office - 2.7 petaflops - עד 2018 עד 2020.

עם זאת, לפי אוצ'ליני, הנתונים הללו של אוגוסט כבר אינם מדויקים. עם זאת, הוא לא יכול היה לספק פרטים כדי להפריך אותם מכיוון שה-NWS נמצאת ב"שלבים האחרונים" של משא ומתן על חוזה למעבדים חדשים.

אחת הסיבות לעיכוב באבטחת קיבולת המחשוב החדשה שתעלה לרשת מעבר ל-2015 היא של-NOAA היה הסכם ארוך טווח לשירותי מחשוב-על עם יבמ, אך יבמ מכרה לאחרונה את עסקי מחשוב-העל שלה ללנובו. מכיוון שלנובו היא חברה סינית, העסקה הזו העלתה דגלים אדומים בקונגרס, מה שהעמיד את הרכישה כשמשרד האוצר בדק אותה לאיתור השלכות ביטחוניות לאומיות.

"זה הקפיא אותנו," אמר אוצ'ליני. "עכשיו יש להם תוכנית לזנק לזירה הבאה, ואנחנו עדיין לא שם", אמר בהתייחס למשרד המט"ר.

בינתיים, מבקרים מסתערים ומציינים שה-NWS לא רק עומד מאחורי ה-ECMWF ו-MET, אלא אפילו דרום קוריאה בכל הנוגע למחשוב מזג אוויר.

קליף מאס, פרופסור באוניברסיטת וושינגטון ובלוגר מזג אוויר, כתב ביום רביעי כי לארה"ב יש צורך גדול יותר במחשבי-על חזקים מאשר למדינות קטנות יותר.

חיזוי מזג אוויר עדכני דורש משאבי מחשב עצומים ולכן היכולת לחזות היטב תלויה בגישה למחשבי העל המובילים בעולם. כמה מודלים של חיזוי מזג אוויר מספריים מופעלים ברחבי העולם ברזולוציה מתונה, בעוד שאחרים מופעלים ברזולוציה גבוהה במיוחד על פני תחומים קטנים יותר כדי לחזות תכונות בקנה מידה קטן כמו סופות רעמים קשות. לפיכך, מדינה גדולה, כמו ארה"ב, דורשת הרבה יותר כוח מחשב מאשר, למשל, דרום קוריאה או בריטניה.

לפי מאס, למחשב העל החדש של Met Office יהיה פי 20 מכוח המחשוב של מערכת ההשוואה הטובה ביותר בארה"ב.

"קהילת מדעי האטמוספירה בארה"ב היא המובילה האינטלקטואלית במטאורולוגיה וחיזוי מזג האוויר ורבים מהתקדמות המחקר שלנו מיושמות מעבר לים, כמו ב-ECMWF ובמשרד UKMET", כתב. "לעם האמריקני מגיע לנצל את המחקר שהוא משלם עליו, אבל זה לא יכול לקרות עם מחשבים נחותים ותחזיות נחותות".

דובר NWS, כריס ואקארו, אמר שהטיעון של מאס אינו מחזיק מעמד כאשר בוחנים את הפעולות האחרונות של הסוכנות ואת תוכניותיה לשנים הקרובות. "יש את התפיסה הזו של ירידה בפיגור וזה פשוט לא המקרה", אמר.

ה-NWS שדרג כמה מדגמי המחשבים שלה מאז סנדי, כולל מודל חיזוי הוריקן ו-מודל חיזוי לטווח קצר. בנוסף, הסוכנות מתכננת להפעיל את מודל ה-GFS שלה ברזולוציה גבוהה יותר ל-10 ימים, במקום לחמישה ימים הנוכחיים, ולשפר את הדרכים שבהן זורמים נתוני מזג האוויר אל המודלים.

עם זאת, אף אחד מהצעדים הללו לא יעמיד את הסוכנות לפני מרכזי חיזוי מזג אוויר אחרים ברחבי העולם. במקום זאת, הסוכנות משתפת פעולה כדי להגיע לשוויון עם השותפים הבינלאומיים שלה.

עם זאת, ניתן היה לסלוח על כל זה אם הצרות של שירות מזג האוויר לא היו עמוקות בהרבה מהעולם החנוני של מחשוב העל.

לוויינים וסנדי

בשבוע שעבר, נתונים של לפחות חצי תריסר מכשירי לווייןהפסיק להזריםנכנסים למערכות המחשוב של הסוכנות, מונעים ממודלים ממוחשבים מידע נחוץ ועשויים להפוך אותם לפחות מדויקים עד תחילת השבוע.

באותה עת, הסוכנות טענה כי למודלים, כולל ה-GFS וה-ECMWF, הידועים גם בשם היורו, עדיין יש הרבה נתונים ממקורות אחרים לשימוש כדי להעריך תנאי מזג אוויר עתידיים, וכי דיוק התחזית לא הושפע לרעה. .

אבל אוצ'ליני אמר ביום חמישי שלמעשה, אובדן הנתונים אכן השפיע על הדיוק של דגמי מחשב שונים, כולל ה-GFS והאירו, בעיקר בגלל שהפסקת הנתונים, שנגרמה מתחזוקה מתוכננת, נמשכה זמן רב יותר מהמתוכנן.

"התברר שזו הייתה הפסקה ארוכה מהמתוכנן", אמר, "זה כן השפיע על תחזיות המודל ואנחנו רואים את זה בציוני האימות".

מרשל שפרד, נשיא לשעבר של האגודה האמריקנית למטאורולוגיה ופרופסור באוניברסיטת ג'ורג'יה, אמר ל-Mashable שאם הפסקת הלוויין הזו התרחשה באותו שבוע לפני שנתיים, כשסנדי עשתה את הריצה שלה בחוף המזרחי, תחזיות מצילות חיים עשויות היו לפחות קצת פחות מדויקים.

"אני לא יודע בדיוק איפה היינו אם זה היה קורה לפני שנתיים", אמר, בהתייחס לחזאי מזג אוויר באופן כללי. עם זאת, הוא אמר שהשגיאות שהוצגו כנראה לא היו כל כך חמורות שהן היו גורמות לחזאים להחמיץ לחלוטין את איום הסופה, בגלל הנתונים שעדיין זרמו פנימה.

ג'ון לסלי, דובר השירות הלאומי למידע ומידע לוויינים סביבתיים של NOAA (NESDIS), שהיא חטיבת הלוויינים של הסוכנות, אמר כי ההפסקות הללו ובעיה נפרדת הכרוכה בנתוני שלג וקרח באתר של מרכז הקרח הלאומי כנראה גם לא השפיעו הרבה על התחזיות. .

"אנחנו לא יכולים לשער את התרחיש הזה, עם זאת, ביסודו, ההפסקה האחרונה לא גרמה לפגיעה בתחזיות מזג האוויר", כתב באימייל ביום רביעי.

ריאן מאו, מטאורולוג בחברת מזג האוויר הפרטית WeatherBell Analytics, אומר כי אובדן חלקי של נתוני לווין, כמו מה שהתרחש בשבוע האחרון, במהלך ההכנה לסנדי, היה משפיע כמעט בוודאות על דיוק התחזית, אך לא ברור עד כמה משמעותי הטעויות היו.

"זה היה משפיע על זה בוודאות", אמר. "אבל אנחנו לא יודעים עד כמה."

הוא אמר בהחלפת הודעות בטוויטר כי הפסקת לוויין ממושכת הייתה מעוררת את הדגמים, כולל ה-GFS וה-ECMWF, להסתגל על ​​ידי מתן משקל רב יותר למערכי נתונים אחרים שעדיין פעלו.

בעיות נתוני הלוויין היו שונות מבעיות טכניות אחרות שהסוכנות סבלה מאז פגיעת סנדי, כוללאזהרת שיטפון כוזבת ומסיביתשהונפקה עבור כל מזרח ארה"ב באפריל, האובדן גישה ל- weather.gov, פורטל האינטרנט הביתי של הסוכנות, בשל אפליקציית אנדרואיד המעוצבת בצורה גרועה.

אוצ'ליני מודה בקלות שמערכת האזהרה והתחזיות של הסוכנות "שבורה".

"אנחנו מנסים באגרסיביות להחליף את מערכת ההפצה שלנו", אמר ל-Mashable בראיון. "אני לא מתרחק או מנסה להסתתר."

כאילו בעיות המחשוב וההפצה לא הספיקו לסוכנות להתמודד איתם כבר, שירות מזג האוויר צפוי לחוות פער בכיסוי הלוויין למשך שנה או יותר, החל מ-2016, עקב הפסקה בין קוטב נוכחי. -אורך חיי התכנון של הלוויין המקיף ותאריך השיגור של החלפתו. הפער הזה לבדו עשוי להפחית באופן משמעותי את דיוק התחזית, על פי סוכנות האם של NWS, המינהל הלאומי לאוקיאנוס והאטמוספירה (NOAA) ודוחות ממשרד האחריות הממשלתית.

אז ה-NWS מתמודד עם אתגרים בשלוש חזיתות: מחשוב-על, תקשורת התחזיות והאזהרות השגרתיות שלו ופערי לוויינים. זה עוד לפני שהביא בחשבון את הקיצוצים התקציביים שהוטלו על ידי הקונגרס במסגרת מה שמכונה "המשכין", שקיצץ את ההוצאות ברחבי הממשלה.

בהתמודדות איתם, היא תיעזר בקאדר המקצוענים המטאורולוגיים שלה, שיש להם גישה לנתוני מודל בריטניה ו-ECMWF. אבל הם יכולים לעשות כל כך הרבה רק אם הם נפגעים יותר ויותר בגלל היעדר נתונים מפתח וכלי חיזוי.

ההימור לא יכול להיות גבוה יותר. אמחקר 2011גילו ששונות מזג אוויר שגרתית לבדה עולה לכלכלה 485 מיליארד דולר מדי שנה, מבלי לקחת בחשבון את הנזקים של מיליארדי דולרים מאירועים גדולים, כמו הוריקן סנדי.

עם זאת בחשבון, יש לתהות האם הסוכנות תוכל לחזות הוריקן נוסף סנדי היום, או בעוד עשור, ולהפיץ את האזהרות הללו ביעילות. בהתחשב בכך ששינויי האקלים צפויים לגרום לאירועי מזג אוויר ואקלים קיצוניים יותר, זו לא מחשבה מנחמת.