生成风暴潮、洪水和沿海条件的最佳模型一直是美国陆军工程研究与发展中心的主要目标。虽然模拟这些复杂数据集所需的计算能力通常需要使用国防部的超级计算机,但ERDC最近正在努力评估云计算服务,以增强其能力。这包括最近与微软达成的一项协议,评估Azure云环境及其预测分析工具,以了解它们如何改进气候建模和自然灾害弹性规划。虽然不能替代ERDC现有的工作流程,但这些基于云的系统可以为风暴和气候建模提供更积极、更快的方法,并对美国陆军工程兵团评估海平面上升和气候变化构成的威胁产生影响。

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“我们一直在评估云计算,不仅是微软的Azure,还有AWS(亚马逊网络服务),”陆军管理和架构部门负责人卡罗尔·沃特曼(Carol Wortman)说。在2020年的一系列试验中,ERDC在这些云环境中运行了其海岸风暴建模系统(CSTORM-MS)的版本,并发现其质量可与使用国防部超级计算资源中心的强大超级计算机生成的结果相媲美。“可用性对他们非常有效;它类似于HPC[高性能计算]系统,”Wortman告诉ENR。新利luck

CSTORM模型是ERDC评估飓风和沿海地区其他强烈天气事件期间洪水潜力的关键组成部分。CSTORM是世界上最复杂的基于数值的洪水模型之一,具有高度的保真度和细节。但它总是可以改进的,ERDC的海岸和水力学实验室的研究数学家Chris Massey说。

CSTORM-MS沿海风暴模拟系统可以从云中得到提升。
图片由USACE ERDC提供

在超级计算机的支持下,CSTORM系统可以在飓风期间生成整个大西洋海岸线的风暴潮模型,例如,使用部队维护的海岸结构的预期性能的高度本地化数据。但梅西表示,这项艰巨任务的规模仍有许多未知之处。“如果模型太粗糙——没有捕捉到足够的物理现象——就会有很多不确定性。许多不确定性意味着更坚固、更高的基础设施,而这需要资金,”他解释道。18luck.cub

Massey说ERDC计划继续使用它的超级计算机资源,但云计算的灵活性将受到欢迎。“这让我们有能力在需求旺盛时扩大规模。”

他举例说,在为军团2015年北大西洋海岸综合研究(North Atlantic Coast Comprehensive Study)模拟从弗吉尼亚到缅因州的海岸线时,超级计算机和时间限制意味着CSTORM只能在一系列风暴期间评估一种可新利luck能的海平面上升情景对沿海基础设施的影响。Massey说:“这个(云计算)协议将让我们回到那一步,再做一个海平面上升的场景,在前端有一个不同的海平面状况,并捕捉到一组不同的影响。”他补充说,对更高的潜在海平面上升情景进行检查,将为部队的规划工作带来回报。