Fujitsu Limited et Yokohama National University ont annoncé aujourd’hui la réalisation de la première prédiction mondiale en temps réel de multiples tornades associées au typhon en utilisant une technologie de supercompression avancée, améliorant considérablement la préparation aux catastrophes.
La nouvelle technologie utilise un traitement Paull optimisé à grande échelle avec le simulateur de tempête de résolution de nuages amélioré (CRESS), un simulateur météorologique développé par le professeur Kazuhisa Tsubokoki sur le supercalculateur FUGAKU de Fujitsu. Cela permet une seule simulation à haute résolution fermant à la fois des typhons à grande échelle et des tornades à l’échelle plus petite, ce qui entraîne des prédictions en temps réel.
Auparavant, lors des simulations des tornades de typhon n ° 10, qui ont frappé la région du Japon Kyushu en août 2024, il a fallu plus de 11 heures pour prédire où les tornades se produiraient, ce qui rend les prédictions non applicables. Cette technologie réduit considérablement le temps de prédiction à 80 minutes, permettant aux deux partenaires de prédire la survenue d’une tornade quatre heures à l’avance. Ce calcul de prédiction n’a utilisé que 5% des ressources de calcul de Fugaku, ce qui indique le potentiel de prédictions encore à plus grande échelle et plus rapides à l’avenir.
Les deux partenaires publieront le CRESS amélioré à la communauté de recherche au cours de l’exercice 2024, améliorant considérablement la prédiction des événements météorologiques graves et améliorant les efforts d’atténuation des catastrophes.
Arrière-plan
Environ 20% des tornades au Japon se produisent aux côtés de typhons. Le Japon a commencé à émettre des avertissements de tornade en 2008 en responsable de l’augmentation des dommages causés par la tornade. Cependant, par rapport aux phénomènes météorologiques comme les précipitations, qui peuvent être prédits, les tornades sont difficiles à prévoir en raison de leur petite échelle et de leur courte durée. Les avertissements de tornade ont actuellement une période de validité d’environ une heure, et il y a une demande de périodes d’avertissement plus longues.
Fujitsu et l’Université nationale de Yokohama ont lancé un projet de recherche conjoint en novembre 2022, visant à relever les défis sociétaux liés à des typhons de plus en plus graves exacerbés par le réchauffement climatique. Cette collaboration, conductrice dans le cadre du « Fujitsu – Yokohama National University University University Typhoon Science and Technology Research Center Collaborative Research Laboratory, se concentre sur la compréhension des mécanismes de formation du typhon et accélérer et améliorer la précision de la prédiction du typhon.
Réalisations du projet de recherche conjoint
1. Technologie appliquée
Le simulateur météo CRESS, basé sur des simulations météorologiques à grande qualité couvrant des échelles de nuages (50m à 2 000 m horizontales) aux mésosques (2 km à 2 000 km), simule avec précision la formation et le développement d’orages supercellaires qui génèrent des tornade. Cependant, la conception d’origine de Cress n’a pas été suivie pour le traitement paralel à grande échelle (des milliers de nœuds) requise pour la prédiction de la tornade associée au typhon, entraînant des temps de calcul parallèles excessivement longs et le rendant inapproprié pour la prédiction en temps réel.
Pour y remédier, une version légère de Cress a été développée, réduisant considérablement la demande de calcul tout en maintenant la précision de prédiction nécessaire. En outre, la technologie de traitement PAULL à grande échelle de Fujitsu a été utilisée, optimisant la cartographie de traitement de simulation pour la structure du réseau de serveur de Fugaku et implémentant une exécution chevauchée de calcul et de sortie de fichiers. Cela a considérablement réduit le temps de simulation sur Fugaku, permettant des résultats de prédiction sensiblement plus rapides que possible.
2. Résultats de l’application
L’expérience de prédiction a été menée à l’aide de Cress sur 8.192 nœuds de fugaku pour le typhon no. 10, qui a causé des dommages causés par la tornade à Kyushu, au Japon, en août 2024. L’utilisation de l’espace 3D comprend la température, la presse, l’humidité, la direction de la fenêtre et la vitesse, reproduisant plusieurs tornades qui se sont produites par la côte est de Kyushu. La figure 1 montre les résultats de la simulation pour tout le typhon, tandis que la figure 2 visualise le mouvement du vent et des nuages dans une zone de 20 km x 20 km sur la côte est de Kyushu, montrant clairement plusieurs formations de tornade. *
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Voir la vidéo
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Seishi Okamoto, EVP, chef de Fujitsu Research, Fujitsu Limited, commentaires:
« Nous sommes ravis de partager les nouveaux résultats de notre recherche collaborative avec la Yokohama National University, un projet couvrant plus de deux ans. Ce succès propulsera davantage l’intégration de notre expertise et de nos technologies. Aidez à atténuer les catastrophes liées aux intempéries et à réduire leur impact, contribuant aux solutions pour l’environnement mondial, l’un des principaux sujets de matérialité de Fujitsu.
Le professeur Hironori Fudeyasu, directeur, TRC, Institut des sciences multidisciplinaires, Université nationale de Yokohama, commentaires:
Fujitsu – Yokohama National University Typhoon Science and Technology Research Center Center Collaborative Research Laboratory représente dans les progrès majeurs dans la prévision des tornades associées au typhon, un phénomène météorologique auparavant difficile. Le supercalculateur Fugaku et la modélisation haute résolution ont permis des simulations de haute précision à travers l’échelle, ce qui conduit à un temps réel crucial pour améliorer les systèmes d’alerte précoce et atténuer l’impact de ces événements dévastateurs. Cette percée devrait réduire les risques de catastrophe tout en minimisant considérablement les conséquences environnementales.
Plans futurs
Pour accélérer la recherche sur les catastrophes météorologiques, notamment les typhons, les Fujitsu et l’Université nationale de Yokohama prévoient de publier publiquement la version Paralel à grande échelle de Cress au cours de cet exercice. Sur la base de ces réalisations, les deux organisations s’efforceront d’améliorer davantage la vitesse et la précision des prédictions, en tirant parti de la technologie d’IA. Grâce à ces efforts, nous contribuerons à la résolution de l’environnement mondial de l’un des principaux sujets de matérialité de Fujitsu.
