Etusivu > Yleistä > Uusi, tehokkaampi koneisto WRF-säämallille

Uusi, tehokkaampi koneisto WRF-säämallille

Silloin tällöin olen blogiin kirjoitellut WRF-säämallin etenemisestä. Se on ollut talvesta alkaen pikkuinen projekti, jonka tarkoituksena on ollut ajaa kyseistä hienohilamallia aina tarvittaessa mielenkiintoisemman sään ”uhatessa”. Mallia olen sorvannut lähinnä myrskybongareille, mutta siitä löytyy aivan kaikille soveltuvat lämpötila- ja tuuliennusteet sekä sadetutkasimulaatiot.

Nyt myrskybongareiden keskuudessa on ollut puhetta, että hankkisimme tehokkaan keskustietokoneen, jolla mallia voitaisiin ajaa 24/7, selvästi paremmilla asetuksilla, resoluutiolla ja pidemmälle tulevaisuuteen. Tuotokset olisivat ilmaiseksi kaikkien nähtävillä internetissä nykyiseen tapaan. Niinpä ajattelin laittaa tästä mahdollisesta projektista viestiä myös tänne, mikäli joku blogia lukeva innostuu tukemaan tätä hanketta. Alla on osa viestistä, minkä laitoin myrskybongareiden sähköpostilistalle kesäkuun lopulla:

Suomalaiset myrskybongarit ovat olleet pitkään käytännössä vain yhden säämallin varassa (GFS) kun taas Yhdysvaltalaisilla kollegoilla on käytössä ties kuinka monta ennustusmallia ilmaiseksi saatavilla netissä. GFS on melko hyvä malli, mutta myrskybongauksen kannalta sen erotuskyky on Suomeen sovellettavista malleista melkein heikoin (hilaväli noin 27 km).

Tätä kompensoimaan ostelin talvella pöytätietokoneen, johon asensin WRF-sääennustusmallin, jota esimerkiksi Yhdysvaltain kansallinen sääpalvelu käyttää pääasiallisena sääennustusmallinaan. Sitä voidaan ajaa vaikka koko Eurooppaan 20 km resoluutiolla tai Kainuuseen 500 metrin resoluutiolla (riippuu tietokonekapasiteetista ja omista päämääristä). Tämä kyseinen malli on hyvin helppo asentaa, jos koneessa on linux ja ymmärtää jonnin verran sen päälle (ei tarvitse osata ohjelmoida tai mitään kummallista kikkailua, ohjelma tekee melkein kaiken itse – tiettyyn pisteeseen saakka).

Olen nyt keväästä lähtien pyörittänyt säämallia aina kun merkittävämpää (ukkos)säätä on ollut tiedossa. Kahdesti päivässä (iltapäivällä ja yöllä) on ajettu Pohjois-Eurooppaan 10 jäsenen parviajo 20 km resoluutiolla ”todennäköisyys”laskentaa varten:
http://pjokinen.1g.fi/kuvat/wrf/wrf_06Z_prob_convprec02_33.png/full

Mallia on ajettu myös kahdesti päivässä (illalla ja aamulla) Etelä- ja Keski-Suomen sekä vähän Venäjän ja Baltian suuntaan 4 km resoluutiolla: http://pjokinen.1g.fi/kuvat/wrf/wrf_4km_12Z_dbzcomp_19.png/full

Tällöin voidaan simuloida jo yksittäisiä ukkossoluja. Jotta asia olisi helpommin ymmärrettävissä niin tässä olisi kuva lähes samalta ajanhetkeltä GFS mallin (27 km), WRF mallin (4 km) ja varsinaisen tutkakuvan näkemänä tältä torstailta kello 17.00. (GFS tuntia myöhemmin):

http://koti.welho.com/pjokine9/gfs_wrf_tutka_300611_1700.png

Itse WRF-mallin tuotoksia voi käydä katsomassa täällä (pyörii tarvittaessa, etenkin kun voimakkaampia ukkosia on tiedossa lähipäiville): http://www.puuppa.org/~pnuu/wrf/

Itse varsinaiseen asiaan. Jotkut ovat osoittaneet kiinnostuksensa kyseistä mallia kohtaan. Nyt tiedustelisinkin alustavasti, että kuinka moni tätä postituslistaa lukevista olisi kiinnostunut tavalla tai toisella ottamaan osaa tämän WRF-mallin kehittämiseen meitä suomalaisia myrskybongareita ajatellen? Vaihtoehtoja on nähdäkseni muutamia, mutta osa niistä ei oikein toimi. Tässä on omasta mielestäni varmaankin käytännöllisin:

  1. (oma preferenssi) Kolehtisysteemi. Maksoin omasta tietokoneestani talvella jotain 500-700 euron väliltä (koteloineen kaikkineen). Jos ajatellaan, että jokainen tällä listalla oleva (tietääkseni noin 400 henkilöä) laittaisi kaksi euroa likoon, saataisiin sillä jo nykyistä konettani tehokkaampi mylly pyörittämään tätä mallia kaikkien iloksi. Jos jokainen laittaisi pottiin 10 euroa, niin sellaista hirmua en edes uskalla vielä ajatella. Eli käytännössä jokainen voisi laittaa itse parhaaksi katsomansa summan pottiin ja lopulta katsottaisiin minkälaisen systeemin sillä saisi aikaiseksi. Kun konekapasiteetti olisi keskitetty yhteen myllyyn, voitaisiin sillä ajaa mallia nykyistä isommalle alueelle/paremmilla mallifysiikoilla/kovemmalla resoluutiolla ja pidemmälle tulevaisuuteen.

Tämä olisi näin alustava kysely, että löytyykö ylipäätään tästä aiheesta kiinnostuneita eli kannattaisiko näitä mahdollisuuksia selvitellä tarkemmin. Jos asia kiinnostaa, niin meikäläiselle voi laittaa mailia pauli.j.jokinen@gmail.com ja kertoa, että olisiko mahdollisuuksia ajaa mallia itse ja/tai laittaa muutaman roposen pottiin (tämä ei velvoita mihinkään). Itse mallin ajamiseen tarvittaisiin omasta mielestäni vähintään neljän ytimen prosessori ja 4GB keskusmuistia (itselläni 3,2 GHz AMD Phenom II X6 1090T 6-ytimen prosessori ja 8 GB keskusmuistia).

Vastauksia tuli muutamassa päivässä yli 20. Alustavaksi kokonaissummaksi kertyi jo noin 450 euroa. Koska kannattava systeemi vaatii joitakin satoja euroja lisää (vajaalla 1000 eurolla päästäisiin jo pitkälle), ajattelin kysäistä jos tämän blogin lukijoilla löytyy kiinnostusta olla mukana tässä projektissa. Allekirjoittaneelle voi laittaa ei-sitovaa mailia (pauli.j.jokinen@gmail.com), jos tämä tuntuu kiinnostavan. Ei siis tarvitse olla myrskybongari, sillä yhtälailla 3-4 km resoluution malliennusteita voivat hyödyntää esim. veneilijät ja kaikki, joille korkeamman resoluution ennusteet ovat tärkeitä. Mikäli satut lisäksi tietämään jonkin yrityksen, joka olisi mahdollisesti halukas sponssaamaan, niin nämäkin ovat tervetulleita.

Tässä hieman esimakua, mitä Yhdysvalloissa kyseisellä mallilla tehdään: Tutkasimulaatio USA 36h – 4 km, tai Croatiassa: Tuuliennuste 4 km.

Suunnitelmana on, että jos tarpeeksi suuri summa saadaan koottua, niin laitehankinnat olisivat ehkä talven aikana ja keväällä olisi asennuksen ja testauksen vuoro. Niinpä viimeistään ensi kesäksi systeemi olisi täydessä toiminnassa 24/7/365.

Mainokset
Kategoriat:Yleistä Avainsanat: ,
  1. 06/07/2011 23:00

    Itse olisin kiinnostunut että voisiko tälläistä ajaa distributed computing alustoilla? Kai niitäkin löytyy sellaisia joissa voi ajaa omia ohjelmia? Voisiko esim boinc alustalle tehdä tälläisen jolloin itse kukin voisi lahjoittaa CPU aikaa projektille?

    • Janne S
      07/07/2011 08:38

      Olen seurannut sivusta keskustelua postituslistalla ja ircissä, ja sen perusteella: Voi ajaa useammassa noodissa mutta ei hitaan verkon (<~ 1Gbps) yli, koska WRF-softan hajautus vaatii paljon kommunikaatiota noodien välillä. Ja laskentatehtävän luonne on sellainen että kommunikaation vähentäminen radikaalisti on vaikeaa tai mahdotonta. Tosin yksittäisiä parven jäseniä voisi hajauttaa usemmalle koneelle, mutta I/O:n järjestäminen olisi silti hankalaa suurten datamäärien takia. Eikä parven jäseniä tarvita tuhansittain. 🙂

  2. 07/07/2011 07:20

    Kannatettava ajatus. Laitoin sähköpostia.

    Tuleeko Pauli jossain välissä taas valistunutta arvausta loppukesän säästä?

  3. APi
    07/07/2011 07:37

    Ehdottomasti olen mukana tukemassa tälläistä hanketta.. Tämähän on suorastaan kansalaisvelvollisuus. Jos Pauli henkilökohtaisella oman ajan ja vaivan panostuksella tällaista palvelua meille kaikille rakentaa ja tarjoaa olen valmis laittamaan ”muutaman kympin” likoon. On sitä rahaa paljon paskempaankin tarkoitukseen syydetty (ja paljon)! =)
    Spostia en vielä laittanut.. toivottavasti asia etenee ja saadaan homma toimimaan ja paljon innokkaita harrastajia mukaan.

  4. Juhani
    07/07/2011 10:18

    Olen mukana tukemassa ja mieleen tuli myös yksi mahdollinen sponsoritaho. Pistän Pauli sähköpostia.

  5. Janne S
    07/07/2011 14:36

    Sponssia voisi hyvinkin löytyä erilaisista seuroista. Mieleen tulee melojat ja muut vesillä liikkujat, leijahiihto eli kite skiing joka on hyvin riippuvaista paikallistuulista ja tuulen tasaisuudesta, ja retkeilyjärjestöt, etenkin jos parviennusteita saisi Lappiin ja Ruotsin vuoristoihin päin. Myös kannattaa kysyä sponssia luontosaiteilta kuten luonnossa.net ja luontotupa.net.

    Ja jos rahakkaampiin piireihin mennään, on isoja urheiluseuroja, ulkoilutapahtumien järjestäjiä jne., mutta ehkä näihin kannattaa palata vasta kun on kertynyt evidenssiä laadusta ja tarvittavissa rahasummissa nolla tai kaksi perässä.

  6. Juhani
    07/07/2011 14:41

    Toivottavasti Pauli ehtii ajaa tänään WRF:n. Sen verran kuitenkin meheviltä viikonlopun GFS-mallit näyttävät.

  7. Nimetön
    07/07/2011 17:25

    tili nummeroo esiin vaan aina vähä jottai löytyy

  8. Nimetön
    12/07/2011 20:00

    jep turhempaankin on rahaa hasskattu että tilinumero esiin niin laitetaan euroja tilille.

  9. Tuomo T.
    17/07/2011 15:21

    Anteeksi kun poikkean pääaiheesta, mutta näyttääpi tämä kuluva heinäkuukin taipuvan hyvin lämpimäksi. Aluksi olin vakuuttunut, ettei kahta helleheinäkuuta tulisi peräkkäin mutta väärässäpä olin. Eihän tämä ole niin kuuma kuu ollut kuin viime vuonna mutta silti.

    Ainakin alkava viikko menee helteissä. Pitkään on ollut ennusteita, joiden mukaan viikon lopulla kääntyisi puhaltamaan kunnolla lounaasta ja tulisi tuulista, sateista ja lähemmäs parinkymmenen lukemia, mutta taas iltapäivällä päivitettiin ennuste Forecaan, jonka mukaan helteet jatkuisivat. Kumpaa pidätte todennäköisempänä?

    Esimerkiksi Etelä-Ruotsiin ja Tanskaan on ennustettu sateista ja melko koleaa 10 päiväksi eteenpäin, samoin Berliinissäkin jäähtyy. Käykö taas niin, että Suomeen puskee Venäjältä hellettä, eivätkä matalat pääse meille?

    Ja voisiko elokuukin mennä vielä helteiden parissa?

    • Janne S
      18/07/2011 16:14

      Tämän kaikki tietävät jotka jaksavat surffata, mutta siis GFS-parvissahan loppukuu näyttää lämpimältä ja http://www.esrl.noaa.gov/psd/forecasts/reforecast/maps.html jossa on kalibroituja todennäköisyyksiä samasta parvesta (vähän vanhempi ennuste) sanoo 25.7.-31.7. ilmamassan ylätersiilin todennäköisyydeksi Suomeen 50-80%. ECMWF ei ole eri mieltä. Niiden pitkän aikavälin ennuste povaili muistaakseni kosteaa ja lämmintä elokuun alkua.

  10. Sami
    18/07/2011 19:23

    Nyt on kesäkuun ilmastokatsauslehti netissä joten alkuvuoden tiedot lämpötiloista 35 paikkakunnan osalta on tässä: Kaikkien 35 paikan poikkeama 71-00 keskiarvoon: +0,19, Linjan Lieksa-Vaasa eteläpuolella poikkeama +0,05, Kuusamosta pohjoiseen poikkeama +0,7 astetta. Suurin poikkeama lämpimään suuntaan Kilpisjärvi(+0,97), Kaarinassa, Hangossa ja Lieksassa alkuvuosi oli 0,3-0,4 astetta keskimääräistä kylmempi ja kuudella muulla paikkakunnalla 0,03-0,20 alle keskiarvon.

  11. Nimetön
    19/07/2011 07:31

    Hyvin mielenkiintoisia nämä tiheän hilan mallit
    Lämpötila, tuuli ja sadesimulaatio…. Mistä saat
    tarvittavan säädatan ja näyttäisitkö millainen data
    yhteen kuutioon tulee ja missä formaatissa

  12. Matti
    20/07/2011 12:46

    Jopas on hurjan näköiset lukemat WRF-mallissa huomiseksi etenkin länteen. Saa nähdä osuuko tuuliväänne muiden parametrien kanssa yhteen.

  13. Tuomo T.
    20/07/2011 16:24

    Näyttää, että on tosiaan toinen peräkkäinen kesä – kuten oli talvikin – kun tuulee melkein koko ajan idästä tai kaakosta. Venäjän helteet siis eivät missään vaiheessa kaikkoa kauas ja ovat suorastaan vallitsevana.

    Viikko sitten ECMWF ennusti elo-syyskuusta melko lämmintä mutta sateista. Muuttuisikohan siis elokuulla säätyyppi matalapainevoittoiseen suuntaan?

  1. No trackbacks yet.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: