我国超级计算机，15天前就已精准预测美寒潮，为何还如此狼狈？

用不起的电

近日，受到北极寒潮影响，美国大部分地区温度突然骤降，最离谱的是得克萨斯州（以下简称得州），电价较平时飙升了10000%。

得州的电力可靠性委员会对外表示，涨价实属无奈之选，因为他们的电力批发价格，已经高达9000美元每兆瓦，然而，平时的单价只有不到100美元。

甚至有居民在接受采访时，表示自己收到了近7000美元的电费缴费单。

就算是这种情况下，数百万的得州家庭也只能轮流用电，电力供应严重不足，而那些重型耗电企业只能够关闭。

如此严寒的天气下，还没法正常用电，确实也是难为了得州人民。

也许你会问，目前的天气预报系统已经很准了，为什么就不能预测这种极端天气？不能提前做好应对措施。

实际上，2月5号，我国的央视新闻已经报道过，中国超级计算机已经成功预测到了这股寒潮，而且从目前的实际情况来看，这个天气预测得太准确了，细节都几乎一模一样，可惜，并没有引起重视，根本没有做好足够的准备，从而出现了现在的狼狈不堪。

超级计算机为什么这么强？

面对大自然的变幻莫测，超级计算机提前半个月，就可以轻松计算出未来的天气情况，这一过程也被称为数值天气预报。

对于天气预报领域来说，数值天气预报绝对算是一场跨时代的变革。

那数值天气预报究竟有多准？权威学术期刊《自然》唯一数值天气预报论文《The Quiet Revolution of Numerical Weather Prediction》，给出了翔实的答案。

下面这幅图中，给出了1980年到2014年间，热带以外的北半球和南半球地区计算的三天、五天、七天和十天的预报精度。

可以看出，在1980年，提前10天预测天气预报都属于天方夜谭，预测7天的精度都不超过50%。

到了2014年，数值天气预报预测的精度大幅度提高，预测7天的精度达到了70%，预测3天精度达到了98%。

其实，人们并不在意正常天气，毕竟正常天气没有太大的破坏力。

极端天气才是人们最关注的，数值天气预报不负众望，2012年10月，飓风Sandy不同寻常的路径和强度，提前8天就预报出来了。

论文数据只提供到2014年，而今年已经是2021年了，精度和预测时间更是大幅度提高。

前文提到，今年2月16日的美国得州寒潮，实际上，提前15天已经预测精准了。

为什么这么准？

实际上，天气预报能够模拟得这么准确，并不是超级计算机有多么强大，能够未卜先知。

数值天气预报作用的是数学模型，这个数学模型，充分利用了物理学、流体力学、传热学等理论。

充分考虑了大气中的风场、气压场、温度场等一系列参数，通过解微分方程所得，当然这一切都是通过软件实现。

要运行这个软件，可不是像家用电脑那么简单，因为家用计算机算力太小了，数值预测天气预报过程中，涉及到太多的参数，用到太多物理模型，导致计算量非常大，只有通过超级计算机才能实现。

我国在超级计算机领域一直处于领先地位，天河系列曾连续夺得世界超算冠军称号。

如果你认为超级计算机仅仅用在天气预报领域，那也就太狭隘了，它还在军事、人工智能等领域，发挥重要的作用。

日常中，我们在电视上看到的天气预报，未来几天的云图，都是通过数值天气预报实现的。

遇到寒潮，我们会悲剧吗？

实际上，不仅我国超级计算机预测出了美国这次寒潮，多个国家超级计算机都预测到这次美国寒潮。

如果换位思考，如果“得州寒潮”发生在我国境内，我们是不是也像得州人民那么“惨不忍睹”呢？

答案显而易见。

事实上，中国每年都会遇到寒潮，在遇到寒潮时，我们大家在家里依然可以做到享受空调、WIFI和烤地瓜。

那不会像美国那样停电吗？答案依然是否定的。

遇到寒潮天气，凝冻会导致线路和设备履冰，一旦出现输电线上结冰，会导致冰闪、短路，甚至倒塔等问题。

这时候，就需要动用科技力量了。

整个电网系统，怎么判断电线结冰呢？

大晚上，拿着手电筒，对每根电线检测，这是建国初期的玩法。

现在，都是通过激光雷达观测，仅用10分钟就可以完成，3档561米的覆冰导地线、铁塔和地形地貌采集。

一旦发现有结冰，就必须要把冰除掉，想一想整个电网电线那么多，以前是靠工人爬到塔顶，敲打电线除冰，如果是这效率的话，空调、WIFI和烤地瓜那是想都别想的事情了。绝对是一片漆黑。

• 直流融冰

下面看下，直流融冰的震撼场面。

长长的高压线，布满的冰，瞬间全部落下。

这个原理其实并不难，小学课本就有，下面这个电路图是不是超级熟悉，对输电线加入直流电压，并在输电线末端进行短路，导线发热，冰也就融化了。

• 无人机除冰

现在，无人机的用途实在是太多了，在除冰方面表现也很不错。

不过无人机，只能一种辅助工具，毕竟靠无人机喷火对线路除冰，效率和成本都太低了，但是在某些关键部位，还是有其他方法无可比拟的好处。

所以，在我国即使遇到“得州寒潮”，依然可以笑看户外风景。

写在最后

最想说真话的节目——天气预报，有了数值天气预报的加持，终于可以说真话了。

我们在面对恶劣天气时，依然可以吹着空调，享受WIFI，吃着烤地瓜，更是轻松应对。

当然，这是实力，也是科技的力量。