揭秘气候监测前沿技术：联想高性能计算立大功
从农耕文明时代的观云识天气，到工业文明时代的卫星遥感监测，依托技术的升级，生产力得以不断提升。但随着全球气候变化带来的威胁和挑战愈发严重，提升气候适应能力成为现阶段稳定生产力的重要举措。
近日，生态环境部等 17 部门联合印发《国家适应气候变化战略 2035》，对我国气候变化监测预警能力提出了新的要求，同时还强调要通过强化科技支撑等来提升气候适应能力。当全球进入以信息产业为主导的经济发展期，气象监测也在 5G、人工智能等技术的应用下，逐步走进"算力时代"。
作为中国数字经济的领导企业，联想集团在高性能计算方面具备雄厚实力，强力推动着气候监测"算力时代"的提速与深入。
"算力时代"
资料显示，20 世纪中叶以来，全球平均温度增速达 0.15℃/10 年，预计到本世纪中期，气候系统的变暖仍将持续，气候变化不利影响和风险将不断加剧。与全球气候变化整体趋势一致，我国气温上升明显，1951 年至 2020 年平均气温升温速率达 0.26℃/10 年，高于同期全球平均水平。
为提高气候风险防范和抵御能力，生态环境部等 17 部门于近日联合印发《国家适应气候变化战略 2035》，提出到 2035 年，气候变化监测预警能力达到同期国际先进水平，气候适应型社会基本建成等目标。文件还强调，在提升气候适应能力的过程中，要强化科技支撑。《气象高质量发展纲要（2022-2035 年）》也提到，加强人工智能、大数据、量子计算与气象深度融合应用。
同时，由于传统的数值模拟法是通过实验室内的大型计算机作数值计算，用物理方程表达天气演变，从而预测一段时间内大气运动状态和气象，但由于精准度与准确率有限，难以满足现代社会的发展需求。因此随着 5G、大数据和人工智能等技术与产业的深度融合，气象领域迎来了革新。
如基于 5G 技术高稳定、低延迟、大流量等优势，打造的 5G 水文气象综合监测平台，可实时采集水位、雨量等数据，有助于提升气象服务产品的精细化水平。另外，人工智能基于数据处理能力更强、预测准确性更高等优势，通过数据进行计算优化的方法，可以和数值模拟进行互补，提升气象监测水平。
从气象观测到数据收集，再到数据加工、分析以及得出结论，这个过程中最不可忽视的一个环节便是计算。如天气方程式的求解，对大量观测数据的处理，扩展观测范围等，都需要足够强大的算力提供底层技术支持。
可以说，在气象监测中，算力充当着 5G、人工智能等创新技术发挥作用的基座角色，离开算力支持，先进技术的应用便如纸上谈兵，无法有效解决实际问题。
联想屡有胜"算"
随着全球气候变化加剧，通过强化算力能力以提升气候监测水平，成为越来越多国家的共识，建造高性能计算设备是大部分国家的首选。
2020 年初，英国宣布将在未来十年内耗资 12 亿英镑打造天气预报专用高性能计算机，加快天气预报的速度；同年，美国国家海洋和大气管理局也宣布采购两台拥有 12 PFLOPS 峰值算力的高性能计算机，专门用于气象分析预报。另外，韩国与荷兰也在联想集团的帮助下，分别建造了高性能计算机"五号"、国家级高性能计算机斯涅尔，用于气象监测等领域。
在这方面，中国气象监测的表现更是十分突出。在今年的冬奥赛事中，联想集团为北京气象局搭建了 800 台高性能计算系统，满足了 7x24 小时无休的天气、气候及环境气象业务应用需求。相较于 2018 年冬奥会每隔 15 分钟更新一次的数据，2022 年冬奥会的气象预报可以做到每隔 10 分钟更新一次，部分甚至可以做到每分钟更新一次，达到了冬奥赛事服务史上的最高标准 -- 精确到分钟级和百米级的气象预报。
联想集团所具备的强大算力为冬奥赛事提供了出色服务，得到了多个国家部门的首肯，为此国家体育总局等单位还专门向联想集团致函感谢。不仅如此，在 2022 年高考语文"全国乙卷"中，联想集团提供的"'分钟级''百米级'精准气象预报"，还作为科技亮点入选高考作文材料。
在服务器领域的提前布局，是联想集团拥有高性能计算优势的基础。作为数字化时代重要的基础设施之一，服务器为全网提供计算资源，而联想集团早在 1995 年就推出了第一台服务器产品。多年来，联想集团通过持续加大科研投入，不断增强硬核科技实力，提升高性能计算能力。
联想集团曾表示，未来三年的研发投入将在 2020/21 财年的基础上实现翻番，未来五年研发总投入将会超过 1000 亿人民币。据联想集团 2021/22 财年业绩报告显示，上一财年公司研发投入同比提升 43%，达到 130 亿人民币。
另外，为全方位充实三级创新体系，增强在"端-边-云-网-智"新 IT 架构各领域的核心技术科研攻关与创新开发能力，联想集团还计划增加 12000 名硬核科技人才。公开信息显示，在过去的一年里，已有近 5000 人加入联想集团的研发行列。
在强大技术实力的支撑下，联想集团形成了领先的算力优势。在 2021 年 11 月公布的全球性能最强的 500 台高性能计算机榜单上，联想集团独占 36% 的份额，连续第 8 次蝉联该榜单制造商份额第一。不仅如此，联想集团还七次荣获中国 HPC TOP 100 年度数量总份额榜首。
气象监测从玄学走向科学，从"人工时代"走向"算力时代"的背后，离不开国家对技术创新的长期重视，也离不开诸如联想集团等大型科技企业在各领域进行的应用和实践。联想集团高性能计算机正是其中的典型，在强大算力优势的支撑下，势必将加速气候适应型社会建设的步伐。
