Investigadores del clima ganan el premio inaugural ACM Gordon Bell de modelado climático

Un equipo internacional de investigadores del clima recibió el premio inaugural ACM Gordon Bell de modelado climático 2023 en SC23. El premio reconoce su trabajo pionero en el proyecto titulado “Modelo atmosférico simple E3SM para una solución en la nube que se ejecuta en el sistema Frontier Exascale”.

El modelo SCREAM (E3SM Simple Cloud Resolved Atmospheric Model) representa el primero de su tipo en modelado climático, siendo el primero que se ejecuta en el sistema Frontier Exascale. Con su ayuda, el equipo logró un rendimiento récord de 1,26 años de simulación por día en una simulación realista de la solución en la nube. La gran cantidad de datos generados por estos resultados son un recurso crucial para los científicos del clima que buscan comprender el comportamiento y los efectos de las nubes convectivas profundas, una parte vital del sistema de control climático del planeta.

Diseñado como una herramienta integral, SCREAM combina cuatro innovaciones importantes. Esto incluye desarrollos en Portable C++, aprovechando el modelo de programación Kokkos y la biblioteca C++ para paralelismo en nodo. En términos de modelado, los avances algorítmicos en el modelo básico ayudan a conservar energía en pasos de tiempo más precisos, mientras que se utilizan parámetros físicos de subred, una clase de modelos comúnmente utilizados en simulaciones climáticas. Para E/S, SCREAM utiliza las bibliotecas SCORPIO y ADIOS.

El Premio ACM Gordon Bell de Modelado Climático, lanzado este año, busca reconocer las importantes contribuciones de los científicos del clima y los ingenieros de software a nuestra capacidad para predecir la actividad climática. En una función ampliada, el premio también espera estimular más investigaciones científicas y esfuerzos para abordar la crisis climática global. El premio, financiado por Gordon Bell, incluye un premio de 10.000 dólares.

La galardonada herramienta de modelado, SCREAM, permite a los científicos del clima estudiar con un detalle sin precedentes las nubes convectivas, que se forman debido al aire caliente que se eleva en una atmósfera más delgada. Comprender estas nubes convectivas profundas, que pueden tener kilómetros de espesor, es vital porque impulsan la circulación tropical e influyen en la transferencia de energía en gran parte del planeta.

El equipo ganador de diecinueve miembros de varios laboratorios nacionales, así como de Hewlett Packard Enterprise, demostró que, con el poder excepcional de las supercomputadoras exaescala recientemente introducidas y el modelo SCREAM, ahora es posible crear eficientemente simulaciones precisas de nubes convectivas profundas. Este logro representa un gran avance en la ciencia del clima.

La computadora a exaescala de Frontier, desarrollada por el Laboratorio Nacional Oak Ridge en 2022, es una herramienta clave en esta investigación. Esta última generación de superordenadores ultrapotentes es capaz de realizar quintillones de operaciones por segundo. El equipo ganador utilizó el hardware Frontier para establecer un récord, utilizando 32.768 GPU en 8.192 nodos, lo que dio como resultado una impresionante simulación de 1,26 años de datos climáticos por día.

Este avance en la simulación de nubes representa un avance significativo en la ciencia del clima. El equipo afirma que los datos acumulados facilitarán la predicción fiable de futuros impactos climáticos, que tradicionalmente han sido esquivos porque ocurren localmente en el tiempo y el espacio. El Premio ACM Gordon Bell de Modelado Climático se entregó durante la Conferencia Internacional sobre Computación, Redes, Almacenamiento y Análisis de Alto Rendimiento (SC23), celebrada en Denver, Colorado.