När en naturkatastrof inträffar, räddningspersonal går in för att minska skadorna och rädda liv. De riskerar sina liv i mycket oförutsägbara miljöer – ofta utan tydlig kunskap om de faror de står inför eller var de behövs som mest.

Nu, Föreställ dig om räddningspersonalen kunde använda avancerade katastrofprognosmodeller i kombination med realtidsdata för att förutsäga en katastrofs inverkan och sedan använda den informationen för att fatta bättre informerade beslut. Färre liv skulle gå förlorade och fler människor skulle få den hjälp de behöver.

Texas Advanced Computing Center (TACC) vid University of Texas i Austin gör detta möjligt – hjälper toppforskare att flytta vetenskapens gränser till nya gränser och köra komplexa modeller för smartare och mer informerade verkliga beslut.

Statliga och federala räddningsorgan använder live, geografiska data från satelliter och mjukvarusystem som ADCIRC (Advanced Circulation) för att simulera kustnära tidvatten och strömrörelser. Att krossa all denna data och förvandla den till användbara visuella kartor kräver intensiv, höghastighets processorkraft. Som ett resultat, byråer använder utdata från superdatorer vid TACC för att förutsäga stormar och stödja livräddning, fastighetsbevarande beslut i realtid. TACC stödde insatser under orkanerna Harvey 2017 och Florens 2018.

Nu, denna respons kommer att bli ännu snabbare och mer målinriktad med lanseringen av UT:s nyaste superdator – Frontera – den snabbaste superdatorn vid något amerikanskt universitet och det femte kraftfullaste systemet i världen.

Clint Dawson, en professor i rymdteknik och ingenjörsmekanik och chef för Computational Hydraulics Group, använder Frontera för att undersöka en av de farligaste aspekterna av orkaner:stormflod.

Stormflod är flödet av vatten på land som skapas av kraftiga stormar. Det skapar högrisksituationer som inlandsöversvämningar och slagvågor.

"Det är ett stort problem, och det blir ännu större eftersom fler och fler människor bor vid kusten, och havsnivån stiger på grund av klimatförändringarna, ", sa Dawson. "Vi har också större och mer intensiva orkaner än vi har haft tidigare."

Andelen tropiska stormar som förstärks till kraftfulla orkaner har tredubblats under de senaste 30 åren, enligt nyare forskning.

Med Frontera, stormflodsmodeller kommer att kunna redogöra för effekterna av nederbörd och erosion på översvämningar. Beredskapsansvariga kan införliva information om strukturer för att förutsäga vilka byggnader som kommer att översvämmas när en våg slår och hur hårt de kommer att påverkas.

Dawson minns hur forskare tidigare hade tillgång till datorer med endast begränsat minne och datorkraft. Att förutsäga orkanspår och stormflodsnivåer var "bara helt uteslutet, " han sa.

Dock, med tillkomsten av superdatorer, dessa simuleringar kan nu köras snabbare och producera prognoser med högre upplösning. Dessutom, forskare kan göra flera prognoser för en mängd olika situationer, med mer uppdaterad information, så att de kan producera mer exakta och exakta förutsägelser.

"Vi har lagt till mer och mer fysik, bättre numeriska algoritmer, bättre mjukvara, bättre användning av högpresterande datorresurser, och det fortsätter bara att förbättras till idag, sa Dawson.

Förbättrade simuleringar kommer också att informera beslut om framtida planering. "Ska vi bygga nya skyddssystem eller flytta människor ur vägen? Vem bor i en översvämningsslätter? Vem gör inte det?" sa Dawson.

Att hitta dessa svar kommer att leda till skapandet av bättre härbärgen, förbättrad infrastruktur, och mer grundlig information om varje aspekt av en storms påverkan.

TACC:s superdatorer revolutionerar den tidigare långsamma och inexakta processen att förutsäga naturkatastrofer, tillåter räddningspersonal, den privata sektorn och allmänheten för att fatta bättre beslut – i slutändan bevara egendom och minimera förluster av liv.

Detta är bara en tillämpning av dessa transformativa maskiner. "Vi kan nu lösa problem som vi bara inte har kunnat lösa tidigare, " sa Dawson. "Jag är alltid intresserad av att se vad som händer när vi trycker på kuvertet eftersom vi alltid lär oss nya saker."