ua     ru    Sitemap   Sitemap     | Поиск... |       Сайт открыт 14.12.2005

Ukraine - Distributed Computing Team

 

 » Навигация 
  Новости
  Новости (Архив)
  Описания проектов
  Наши опросы
  Архивы

  Форум
  Форум (PDA)

 » Статьи  


       Описания проектов 
Начало раздела > BBC Climate

О проекте BBC Climate Change Experiment



О проекте BBC Climate Change Experiment


     Ученые Оксфордского университета и Британского метеорологического бюро приглашают всех желающих принять участие в распределенном вычислительном проекте по моделированию глобальных изменений климата. Чтобы привлечь больше участников, проект проводится под эгидой вещательной корпорации BBC.

     Официальный сайт проекта - http://bbc.cpdn.org/

     14 февраля 2006 года британская корпорация BBC объявила о запуске нового, самого масштабного в мире проекта распределенных вычислений, предназначенного для изучения процессов изменения климата, под названием Climate Change Experiment. Присоединиться к проекту может любой желающий. Для этого нужен персональный компьютер с операционной системой Windows 2000/XP или Linux и подключение к интернету. Программа работает в фоновом режиме, используя излишки процессорного времени, и периодически отсылает полученные результаты на центральный сервер.

     Цель проекта - дать наилучший возможный на сегодня прогноз долгосрочных изменений климата.

     Глобальное потепление

     Всего лет десять назад еще не было уверенности в том, что процесс глобального потепления климата вообще имеет место. Скептики остаются и сейчас, но большинство ученых всё же признают, что средняя температура на поверхности Земли увеличивается. Наиболее убедительно об этом говорят изменения, происходящие в Арктике, где прирост среднегодовых температур максимален.

     Тем не менее в вопросе о природе глобального потепления до консенсуса еще очень далеко. Значительная часть ученых убеждена в том, что потепление имеет антропогенную природу и связано в первую очередь с выбросом в атмосферу так называемых парниковых газов. Однако многие считают, что этот вывод не имеет достаточных оснований: да, между ростом выбросов и потеплением имеется корреляция, но совпадение - это еще не доказательство причинной связи.

     Чтобы разобраться в действительных причинах потепления климата, спрогнозировать его развитие и найти способы противодействия, нужно уметь моделировать глобальные климатические процессы. Сколько-нибудь точно предсказать динамику атмосферных процессов, то есть погоду, можно не более чем на несколько суток. Дальше не позволяют продвинуться три фактора: недостаток данных о текущем состоянии атмосферы и океана, недостаточное знание процессов, которые определяют изменения погоды, а также неустойчивости в этих процессах, которые накладывают фундаментальные ограничения на точность и долгосрочность метеорологических прогнозов.

     Прогнозирование климата

     Однако моделирование климата принципиально отличается от моделирования погоды. В этом случае предсказывать надо не точные значения, например температуры, а, грубо говоря, границы коридора, в которых она с высокой вероятностью будет находиться. Такая задача заметно проще, поскольку в большинстве случаев можно отказаться от моделирования динамики воздушных масс и воды и ограничиться условиями баланса вещества и энергии.

     Но даже в таком резко упрощенном виде задача всё равно остается очень сложной. Для системы, объединяющей атмосферу, гидросферу (включая льды) и биосферу, известны далеко не все уравнения переноса вещества и энергии. Многие процессы вовсе не изучены, а для других имеется множество параметров, значения которых известны с низкой точностью. Меняя значения этих параметров, можно получить сильно различающиеся прогнозы изменения климата.

     Чтобы выбрать подходящий набор параметров, нужно смоделировать развитие климата на достаточно продолжительном отрезке времени, для которого есть метеорологические данные, и сравнить полученные результаты с наблюдениями. Если они согласуются, значит параметры подобраны удачно, можно продолжить расчеты и попробовать предсказать будущую эволюцию климата, если нет - параметризация отбрасывается. На практике удовлетворительное согласие модели с данными контрольного периода будет наблюдаться при разных наборах параметров. Так что вместо одной модели у нас получится целое семейство, и прогноз, как и положено, будет носить вероятностный характер.

     Различных комбинаций параметров может быть очень много. И хотя климатические расчеты намного проще метеорологических, перебор всех интересных сочетаний требует огромной вычислительной работы. С такой задачей трудно справиться даже самым мощным современным суперкомпьютерам. Именно поэтому британские климатологи обратились с просьбой ко всем владельцам персональных компьютеров помочь в этой важной работе, безвозмездно предоставив для климатических расчетов простаивающие вычислительные мощности.

     Предыстория проекта

     Впервые такое обращение прозвучало 12 сентября 2003 года, когда публике была представлена программа climateprediction.net. Она устанавливалась в Windows в качестве экранной заставки (скринсэйвера) и работала в периоды длительного простоя компьютера. Программа моделировала температуру, давление, облачность и объем осадков с учетом сезонных колебаний притока солнечной энергии, концентрации углекислого газа, распределения массивов суши, снежного покрова, океанских течений.

     За первые полтора года в проекте приняли участие 95 тысяч человек из 150 стран. В совокупности они предоставили в распоряжение исследователей около 8 тысяч лет процессорного времени, что позволило обсчитать более 60 тысяч климатических моделей, охватывающих вместе 2,7 млн лет модельного времени. Результаты оказались не слишком точными: при разных реалистичных значениях параметров величина глобального потепления к середине XXI века получалась от 2 до 11 градусов. Но всё же существенно, что ни при каком разумном сочетании параметров модель не предсказала похолодания.

     И всё же большой разброс результатов указывал на то, что используемая модель содержит слишком много произвольных допущений и нуждается в совершенствовании. Одним из самых важных усовершенствований стал учет в модели круговорота серы, добавленный в августе 2005 года. Всего же к ноябрю 2005 года было просчитано уже свыше 135 тысяч моделей, что соответствует 6 млн лет модельного времени.

Скриншот программы Climate Change Experiment

Скриншот программы Climate Change Experiment


     Новый проект

     И вот сейчас объявлено о выходе существенно обновленной программы, к расчетам по которой разработчики надеются привлечь значительно больше вычислительных ресурсов, чем раньше. Каждый прогон модели в новом проекте охватывает отрезок в 160 лет модельного времени (для сравнения: в первой версии - только 45 лет). Первая фаза расчета относится к периоду с 1920-го по 2000 год. Если к концу этой фазы получаются разумные результаты, примерно похожие на реальное состояние климата, то расчет переходит во вторую фазу, охватывающую еще 80 модельных лет. Если же промежуточные результаты оказываются неадекватными, модель отбрасывается и начинается новый расчет. Разработчики планируют провести около 500 тыс. прогонов модели с разными значениями параметров.

Основные варианты отображения текущих результатов расчета (сверху вниз, слева направо): температура, облачный покров, атмосферное давление, осадки, температура поверхности океана, выбросы серных аэрозолей


     Чтобы добиться таких впечатляющих результатов, было сделано два важных шага. Во-первых, программа теперь работает не в режиме экранной заставки, а в качестве фонового процесса. То есть она активна всё время, пока на компьютере пользователя загружена операционная система. Но чтобы не мешать другим приложениям, вычисления выполняются с низким приоритетом, используя процессор только в те моменты, когда он простаивает. Например, когда пользователь набирает текст в MS Word, средняя загрузка процессора не превышает 10%. Это значит, что остальные 90% достанутся программе моделирования климата. В целом получается куда больше, чем при работе только в периоды длительных простоев, как раньше.

     Во-вторых, приняты меры к тому, чтобы привлечь к проекту как можно больше участников. Для этого к раскрутке проекта подключилась вещательная корпорация BBC. Формально даже считается, что новый проект осуществляется самой BBC при участии Оксфордского университета и Британской метеорологической службы.

     Что же получает пользователь в обмен на предоставление своих вычислительных ресурсов? Установленная на компьютере программа позволяет в любой момент посмотреть текущие результаты расчета в форме вращающегося на экране глобуса. На сайте проекта пользователи могут общаться в форуме и объединяться в команды, соревнуясь в количестве выполненных вычислений. В этом проекте также открыт филиал Украинской Команды Распределенных Вычислений - UKRAINE, к которой предлагаем присоединится всем желающим. Но главное - это, конечно, чувство причастности к одному из самых крупных в мире вычислительных экспериментов.

     В декабре 2006 г., когда количество участников проекта достигло 213500 человек, организаторы объявили о прекращении регистрации новых участников. Проект вступил в заключительную фазу, вскоре будет прекращена также раздача новых заданий (климат-моделей) для уже зарегистрированных пользователей.

     Если вас заинтересовал проект, то к вашему вниманию статья "Как подключиться к проекту BBC Climate Change Experiment".

     Рекомендуем также интересную статью о результатах моделирования изменения климата, выполненного в рамках другого исследовательского проекта.

     Подготовлено по материалу статьи Александра Сергеева на ресурсе Элементы


Дата: Понедельник, 04 Декабрь 2006
Прочитана: 15431 раз

Распечатать Распечатать    Переслать Переслать    В избранное В избранное

Другие публикации
  • Как подключиться к проекту BBC Climate Change Experiment
  • FAQ & Help BBC Climate Change Experiment
  • Управление графическим интерфейсом проекта BBC Climate Change Experiment
    Вернуться назад

  •  » Место команды 
    Медико-биологические
    Correlizer
    47
    DrugDiscovery@Home
    9
    Fightaids@Home
    40
    Folding@Home
    56
    Gpugrid.net
    50
    Help Cure Muscular Dystrophy
    40
    Help Conquer Cancer
    40
    Help Fight Childhood Cancer
    40
    Human Proteome Folding (Phase 2)
    40
    Lattice Project
    20
    Malariacontrol.net
    47
    NRG@home (Najmanovich Research Group)
    26
    Poem@Home
    32
    Ps3grid.net
    50
    RNA World
    47
    Rosetta@Home
    27
    World Community Grid
    40
    Математика
    Abc@Home
    13
    Collatz Conjecture
    75
    EulerNet
    10
    Gimps (Great Internet Mersenne Prime Search)
    29
    Mersenne@home
    78
    NFS@Home (Number Field Sieve)
    55
    OGR-27
    11
    OPTIMA@HOME
    35
    primaboinca
    44
    Primegrid
    40
    Seventeen Or Bust
    16
    Seventeen Or Bust-Sieve
    17
    WEP-M+2 Project (Wanless)
    40
    Криптография
    DistrRTgen
    68
    Enigma@Home
    52
    RC5-72
    22
    Физика
    Einstein@Home
    49
    IBERCIVIS
    1
    Leiden Classical
    61
    Lhc@Home
    33
    Magnetism@Home
    2
    Muon1-DPAD
    31
    Spinhenge@Home
    39
    Химия
    QMC@Home
    44
    Космос
    Constellation@home
    51
    Cosmology@Home
    44
    Milkyway@Home
    48
    Orbit@Home
    27
    SETI@Home
    90
    Планета земля
    Climate Prediction
    43
    La Red de Atrapa Sismos
    7
    Quake Catcher Network
    64
    Radioactive@Home
    12
    Virtual Prairie (ViP)
    24
    Искуственный интеллект
    FreeHAL@Home
    24
    Neurona@Home
    21
    Интернет
    Majestic-12
    4
    Рендеринг
    Burp
    34
    Luxrenderfarm@home
    0
    ORE (Open Rendering Environment)
    40
    Игровые проекты
    Chess960@Home
    95
    sudoku@vtaiwan
    16
    Кликеры и трекеры
    Marmot Project
    239
    Whatpulse
    83
    Микс
    AlmereGrid
    24
    Pirates@Home
    9
    Sztaki Desktop Grid
    58
    Yoyo@Home
    37