Menjaga Singapura Tetap Dingin – Majalah Ilmuwan Asia

Menjaga Singapura Tetap Dingin – Majalah Ilmuwan Asia

AsianScientist (9 April 2021) – Dua tarikh silam, Panel Antarpemerintah akan Perubahan Iklim mencabut nasihat engkah: batasi pemanasan komprehensif tenggat 1,5ºC ala tarikh 2030 ataupun berisiko mencetuskan resultan gangguan.

Jika kita melewati margin ini tenggat 2ºC, seserpih luas semesta hendak selaku tiada kuasa dihuni — lagi tiada cuma akan khalayak. Meskipun siapa tahu tiada relevan, farak separuh penyisihan kuasa membentuk sepertiga rakyat semesta tersentuh alun kalor yg ekstrim lagi mengusap nyaris segala terumbu jalin.

Meskipun Singapura sejauh ini terlepas pada konsekuensi modifikasi hawa yg memutar murahan, itu cuma kasus durasi. Dengan promosi 0,25ºC tiap-tiap sepuluh tahun, daratan ini mengeruh duet lungkang makin acap pada medan padang pendek lainnya. Pada tamat kala ini, hawa surat kabar 35-37ºC kuasa selaku umum batin hati bumi yg suah lembab.

Dalam hal lir itu, kebolehan badan kita akan mengedit hawa tergoda, mengundang kelainan yg berpotensi merusuhkan kehidupan lir keletihan kisas kalor lagi lebih-lebih sabaran kalor. Karena kalor yg ekstrim menyurutkan peringkat sama, kejadian itu pula merusuhkan inventivitas lagi keahlian cabut Singapura sebagai keutuhan selaku arah pendanaan.

Tapi Singapura lain unik praja yg semakin sosial. Meskipun cuma menyelubungi tiga pembasuh tangan satah globe, kota-kota mencabut makin pada 60 pembasuh tangan pada jumlah udara rompok mirat lagi memakai seputar 75 pembasuh tangan stamina komprehensif. Dengan sempit pada sepuluh tarikh tercecer belah semesta akan sambil menaklukkan margin kalor yg diperingatkan sama IPCC, karet intelektual mendayagunakan superkomputer akan merancang praja yg makin dingin lagi makin labut mengawas lagi mengganti alun modifikasi hawa.
Memahami kalor praja

Pemandangan praja Singapura yg bersinau-sinau kuasa serentak dikenali, namun urbanisasi yg acap pula mencetuskan kemudaratan. Karena pohon plonco peneduh digantikan sama prasarana yg menembus ataupun menciptakan kalor, sentral praja dalam daratan itu selaku makin sosial dibandingkan dan medan pedesaan dalam sekitarnya.

Fenomena yg disebut konsekuensi urban heat island (UHI) ini menjadi disiplin pada gulungan lelembut. Menghadapi praja yg meruncing, warga negara Singapura menyisih ke AC lagi pemindahan individu — duet urusan yg, ala gilirannya, menciptakan kalor.

Penghijauan, prasarana, pemakaian AC lagi pemindahan hanyalah separo pada padat bagian yg mempengaruhi kalor perkotaan dalam praja. Mengingat ketergantungan yg himpunan tengah elemen-elemen ini lagi lembak keterangan yg real, superkomputer pernah selaku wahana utama akan menguasai kalor perkotaan lagi menangkis modifikasi hawa sebagai keutuhan.

“Ilmuwan menghabiskan gaya akan menguasai korelasi ini lagi mereka modifikasi dalam ketika front,” ujar Profesor Dale Barker, penasihat Pusat Penelitian Iklim Singapura (CCRS) pada Layanan Meteorologi Singapura dalam lembah Badan Lingkungan Nasional.

“Pemodelan iklim lagi hawa ialah tugas yg luas sebagai numerik, dalam mana karet intelektual pernah menyandarkan komputer pribadi sewaktu makin pada separuh kala,” tambahnya.

Di CCRS, misalnya, Barker berbagi bahwa mereka mendayagunakan superkomputer Cray XC40 in-house yg disebut Athena dan isi tampuk 212 teraFLOPS, 6.336 core, lagi album RAM 3,6 GB tiap-tiap core.

Melalui Athena, CCRS menciptakan prediksi iklim numerik akan hawa, gas, tumpah hujan kuning, lagi fleksibel meteorologi lainnya menerobos organisasi SINGV mereka. Untuk memberikan ikatan proyeksi hawa regional berikutnya, CCRS pula hendak berkolaborasi dan National Supercomputing Centre (NSCC) Singapura akan mendayagunakan isi tenggat 3,2 petaFLOPS.
Kota maya, konsekuensi jelas

Saat Singapura menderita digitalisasi dan acap, menguasai kalor perkotaan menerobos sistem komputasi pernah selaku poin sosial batin hati separo tarikh termuda. Yang merespons tantangan ini ialah kru pada Agency for Science, Technology and Research (A * STAR) lagi Housing & Development Board (HDB).

Pada 2019, karet peneroka membela President’s Technology Award akan melebarkan wahana pemodelan sulit yg didukung sama komputasi prestasi jangkung yg dikenal selaku Integrated Environmental Modeler (IEM).

“IEM menyatukan sistem perencanaan lagi reka bentuk praja dan ecek-ecek bumi,” pasti Dr. Poh Hee Joo, intelektual supervisor dalam Institut Komputasi Kinerja Tinggi A * STAR lagi menyimpang iso- peneroka superior desain tertulis. “Ini mengizinkan pemakai akan membaca ketergantungan lagi konsekuensi ikatan pada surya, gas, hawa, kehebohan, lagi bagian bumi lainnya dalam bumi perkotaan.”

Model IEM tiada cuma kuasa memodelkan konsekuensi ikatan pada bagian bumi, namun pula kuasa mensimulasikan konsekuensi individualnya. Efek zat perkotaan lir konstruksi lagi strategi dengan sifat percaturan lir vegetasi ditangkap dalam garis haluan. Hal ini melahirkan IEM wahana yg tekun terstruktur prima pada jenisnya, sebab pemodel beda yg cawis sebagai menguntungkan galibnya cuma mengevaluasi iso- bagian bumi ala iso- durasi.

Untuk melebarkan IEM, Poh lagi rekan-rekannya pertama-tama dan berat lelah mengganti keterangan geometris tiga format (3D) Singapura selaku ecek-ecek praja yg benar realistis. Pada zaman yg seimbang, 43 node pemeriksaan kukuh syamsu dikerahkan dalam Punggol lagi disiplin timur Singapura akan menyatukan keterangan bumi bab gas, hawa, lagi penyorotan surya.

Data pada pemeriksaan ini terus dikirim sebagai nirkabel ke kru peneroka, mengizinkan mereka akan memvalidasi produk gaya. Dengan mengizinkan pelukisan yg senang pada konsekuensi bermacam ragam bagian ala bumi perkotaan, pemakai pertama-tama kuasa menokok lagi mencoba reka bentuk mereka sebagai komputasi ala garis haluan, menyurutkan akibat trial-and-error wujud yg langka.

Mendobrak sempadan superkomputer, kru menjalankan ecek-ecek pancaran cuaca 3D prima yg melukiskan segala konstruksi Singapura dalam IEM. Simulasi ini, dilakukan ala putusan membujur sepuluh meter, diselesaikan cuma batin hati lima yaum menghabiskan 6.000 prosesor pada superkomputer ASPIRE 1 NSCC.

Menurut karet peneroka, menyandang denah gas dalam serata daratan kuasa menyomenyungkurkong mengenali gang gas, mengizinkan developer perkotaan akan mengatur lagi merancang konstruksi yg makin rendah yg mengintensifkan pancaran gas, menambah jendela bersahaja, dengan menyurutkan kilauan pada surya.

“Oleh sebab itu, IEM hendak menyurutkan runut zat arang keutuhan akan perumahan gres peranan menjelang keberlanjutan lagi kelaikan mengawas yg makin jujur,” kap Poh.


Kembaran digital akan praja digital

Poh lagi timnya lain unik yg menumbuk tantangan kalor perkotaan. Sesuai namanya, desain Cooling Singapore, yg dipimpin sama Profesor Gerhard Schmitt pada Singapore-ETH Centre (SEC), didedikasikan akan mengenali desain pendinginan lagi merancang petunjuk responsif hawa akan bumi perkotaan.

Sejak 2017, desain ini pernah membaurkan kru multi-disiplin pada kawan kerja lir SEC, National University of Singapore, TUM CREATE lagi Singapore-MIT Alliance for Research and Technology.

Sementara peringkat prima Pendinginan Singapura berkonsentrasi ala pelantikan wahana yg cocok akan mengevaluasi UHI, peringkat kedua yg belum lama dimulai masa ini hendak melaksanakan alat-alat ini dan mengasaskan sebandung digital operasional Singapura. Platform, pula dikenal selaku Digital Urban Climate Twin ataupun DUCT, hendak mengizinkan karet peneroka lagi pembentuk pertimbangan akan menjelajahi bermacam ragam skrip yg berkontribusi tentang panasnya perkotaan.

Dengan menghabiskan garis haluan tertulis, pemakai kuasa mensimulasikan konsekuensi UHI dan memikirkan konsekuensi zat perkotaan lir konstruksi lagi strategi tentang hawa cuaca, terus membandingkannya.
produk ini dan skrip dalam mana segala area perkotaan diganti dan vegetasi.

“Anda pula kuasa memodifikasi DUCT akan mewujudkan ecek-ecek akan skrip spesial, lir pendinginan provinsi, [the presence] panel syamsu ataupun alat angkutan elektrik, ”pasti Dr. Heiko Aydt, atasan desain dalam Cooling Singapore, batin hati webinar yg diselenggarakan sama NSCC ala September 2020.

Menurut Aydt, DUCT dimaksudkan selaku garis haluan modular terdesentralisasi dan padat elemen — sebuah persekutuan gaya. Ini tercantum gaya hawa mikro tenggat panjang pada pelayanan meteorologi dengan gaya komputasi bagian UHI lir satah pertiwi, mondar mandir lagi stamina konstruksi.

Platform ini hendak mencaplok buatan pada IEM A * STAR, yg digunakan sama kru Cooling Singapore selaku gaya hawa perkotaan proporsi mikro. DUCT pula menyempatkan gaya akibat lagi konsekuensi hawa perkotaan tentang perdagangan, bumi lagi kesegaran. Semua pemodelan terusan ini menginginkan jalan lepas jutaan poin keterangan ala zaman yg seimbang — tugas superkomputer positif sepadan akan itu.

Meskipun peringkat kedua Cooling Singapore dimulai cuma ala September 2020, mereka pernah melaksanakan separo purwarupa DUCT dan perigi keahlian intern dalam SEC.

“Dalam skandal ini, patik menghabiskan cluster komputasi intern dan 72 CPU yg kira-kira prasaja lagi sejumput sempit pada 200 gigabyte RAM,” ujar Aydt.

Akhirnya, kru peneroka berserah akan menaburkan DUCT dalam separo wadah menghabiskan padat jentera. Untuk ini, kru Cooling Singapore hendak ekspres mendayagunakan perigi keahlian komputasi NSCC akan membentuk ecek-ecek DUCT cawis cocok undangan belah karet peneroka lagi pembentuk kecendekiaan.

“Kami sangat suka menyandang pemecahan yg impulsif lagi bermakna belah pemakai tamat,” kap Aydt. “Kami berencana akan hidup seimbang dan NSCC lagi lainnya akan meyakinkan bahwa perigi keahlian komputasi berkinerja jangkung kuasa dimanfaatkan dan bersih.”

Teka-teki pengadem superkomputer

Meskipun pasti bahwa superkomputer kuasa menyomenyungkurkong menguasai kasus pendinginan dalam Singapura, ironisnya, mereka pula selaku disiplin pada kasus tertulis. Dengan pemrosesan keterangan yg lewat batas, datanglah kalor yg lewat batas, lagi superkomputer kuasa memakai keahlian sama banyaknya praja sempit. Meskipun Anda hendak menduga bahwa seserpih luas keahlian yg cawis digunakan akan komputasi, seserpih luas pada hakikatnya digunakan akan mengademkan akomodasi lagi palas-palas.

“Saya terkenang momen hamba prima lungkang menyoroti komputer pribadi K Jepang — yg suah selaku superkomputer tercepat dalam semesta — lagi kilang pengadem rahu pas dalam sebelahnya,” memperingati Schmitt, menguraikan batin hati webinar yg diselenggarakan NSCC yg seimbang. “Saya terus mengerti bahwa sentral superkomputer ini hendak menciptakan tanggungan pendinginan yg relevan akan lingkungannya.”

Dengan semakin banyaknya peneroka yg menyisih ke superkomputer akan menggali modifikasi hawa lagi dampaknya, permintaan elektrik tahunan wadah mereka pula naik tenggat jutaan dolar setiap tarikh.

“Ini seimbang dan puluhan mili ton emisi zat arang tiap-tiap tarikh, asalkan target membembam fosil digunakan batin hati penerapan elektrik,” pasti Barker.

Untuk segala ketahanan superkomputer, meyakinkan ketepatgunaan stamina ialah taazur superior yg usah diatasi.

“Ini menjadi tantangan tiada cuma pada sudut pandang moneter, namun pula sebab bidang hawa usah mengelola strategi batin hati komputasi plonco yg persisten,” tambahnya.

Karenanya, separo medan pernah mendayagunakan stamina terbarukan akan menjebol tebakan superkomputer ini. Contoh yg jujur ialah Islandia, yg dari itu selaku rompok antarbangsa akan komputasi hawa lagi iklim sebab sediaan stamina terbarukannya yg tumpah ruah lagi iklimnya yg dingin bersahaja. Jika digabungkan, kedua bagian ini menyurutkan kuantitas stamina yg dibutuhkan akan mengademkan superkomputer dalam Islandia.

Selain perigi stamina pilihan, teknologi gres pula masih dikembangkan akan menyurutkan permintaan elektrik sebagai keutuhan. Beberapa contohnya tercantum prosesor berbasis GPU, organisasi berbasis kepintaran ciptaan akan mengelola tanggungan lagi lebih-lebih mendaur tukas sampah kalor ke pejabat yg sosial.

“Komputasi plonco batin hati kejadian FLOPS tiap-tiap watt pula semakin selaku disiplin pada tolok ukur akan mengevaluasi ajuan zaman tender akan superkomputer hawa gres,” ujar Barker.

Permintaan perigi keahlian superkomputer batin hati eksperimen bidang hawa sebaiknya tiada hendak menciut batin hati separo sepuluh tahun kelak.

“Lebih padat kerenyahan, makin padat perincian regional lagi lebih-lebih makin padat skrip berisi bahwa sediaan peluang luas tiada hendak suah tergelang-gelang harapan tidak terlampiaskan karet intelektual hawa akan memikirkan perigi keahlian,” pasti Barker.

Namun, superkomputer kuasa memanggungkan karakter utama batin hati menggembala hewan Singapura ajek dingin — sewaktu kita menjumpai sistem yg realistis akan menjaganya ajek rendah.

Artikel ini prima lungkang diterbitkan batin hati macam cap Supercomputing Asia Januari 2021.
Klik dalam sini akan berlangganan Majalah Ilmuwan Asia batin hati lengkung terbitan.

———

Hak Cipta: Majalah Ilmuwan Asia.
Penafian: Artikel ini tiada memantulkan pendapat AsianScientist ataupun stafnya.

Blog