Mô phỏng lốc xoáy chi tiết qua siêu máy tính mạnh nhất thế giới

Ở thời điểm khắc nghiệt nhất, những cơn giông bão nhiệt đới cường độ mạnh có thể sinh ra lốc xoáy, gây ra sự tàn phá trên diện rộng. Và mới đây, các thành phần, đặc điểm chi tiết nhất về hiện tượng này đã được làm rõ, dưới sự trợ giúp của siêu máy tính mạnh nhất thế giới.

Leigh Orf, một nhà khoa học khí quyển tại Đại học Wisconsin-Madison cho biết: “Nhìn chung, trước giờ các tính chất vật lý của lốc xoáy đã được hiểu rõ, nhưng các khía cạnh liên quan tới sự hình thành, cấu trúc, cách chúng hoạt động ngoài thực tế như thế nào thì mọi thứ vẫn đang là “vấn đề mở”, sẽ phải cần nghiên cứu thêm.

Tuy nhiên, các cơn lốc xoáy này không thể được nghiên cứu đầy đủ trong phòng thí nghiệm, và kể cả ngoài thực địa thì lại càng không thể, vì mức độ nguy hiểm của nó.

Thế nên, Orf đã nghĩ tới việc tái tạo các cơn lốc xoáy ảo bằng cách sử dụng một số siêu máy tính mạnh nhất trên thế giới. Ông đã sử dụng siêu máy tính Frontera tại Trung tâm Máy tính Tiên tiến Texas – một siêu máy tính do Quỹ Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ tài trợ để nghiên cứu công trình của mình.

Phần mềm mà Orf phát triển là phần mềm đầu tiên tạo ra hình ảnh về các cơn lốc xoáy với độ phân giải cao nhất, thậm chí từng” cấu trúc phân tử” của lốc xoáy cũng được thể hiện rõ.

Để vận hành, phần mềm mô phỏng cơn lốc xoáy theo mô phỏng CM1 đẳng hướng trải dài trong phạm vi 120 km x 120 km x 30 km tối đa, với đầu ra mô hình được lưu và hiển thị cứ sau mỗi 2 giây.

Orf nói: “Trong những mô phỏng này, có rất nhiều hoạt động quay của lốc xoáy mà bạn không thể nhìn thấy bằng mắt thường. “Sự quay tròn của lốc xoáy đôi khi ở dạng xoáy cuộn lên, hoặc lại cũng có những luồng khí xoáy ngược dòng chạy theo các ranh giới các cơn bão, tùy vào cấu trúc đặc thù của các cơn bão đó”.

Edward Walker, giám đốc chương trình tại Văn phòng cấu trúc mạng của NSF cho biết: “Nhờ mô hình này mà trong tương lai, nó có khả năng cứu sống nhiều người, bằng cách cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về cách các cơn lốc xoáy hình thành và dự đoán sự xuất hiện của chúng với độ chính xác cao hơn”.

Chungu Lu, giám đốc chương trình tại Phòng Khoa học Khí quyển và Địa lý của NSF cho biết thêm: “Mô hình máy tính này đã trở thành một công cụ mạnh mẽ hỗ trợ các nhà khoa học hiểu cách tạo ra lốc xoáy từ các cơn bão mẹ của chúng. Điều quan trọng là các mô phỏng máy tính phải được thực hiện ở độ phân giải siêu cao, thể hiện rõ mọi chi tiết của một cơn lốc xoáy mô phỏng. Nhóm của Orf đang tiếp tục nâng cấp, phát triển bộ phần mềm này”.

Nhóm đã trình bày công trình của mình tại Hội nghị thường niên của Hiệp hội Khí tượng học Hoa Kỳ diễn ra vào hôm qua 25/8/2020.

Theo Technology