Quando si verifica un disastro naturale, i primi soccorritori intervengono per ridurre i danni e salvare vite umane. Rischiano la vita in ambienti altamente imprevedibili, spesso senza una chiara conoscenza dei pericoli che stanno affrontando o dove sono più necessari.

Ora, immagina se i soccorritori potessero utilizzare modelli di previsione dei disastri all'avanguardia insieme a dati in tempo reale per prevedere l'impatto di un disastro e quindi utilizzare tali informazioni per prendere decisioni più informate. Si perderebbero meno vite e più persone riceverebbero l'aiuto di cui hanno bisogno.

Il Texas Advanced Computing Center (TACC) dell'Università del Texas ad Austin lo sta rendendo possibile, aiutando i migliori ricercatori a spingere i confini della scienza verso nuovi limiti ed eseguire modelli complessi per decisioni del mondo reale più intelligenti e informate.

Le agenzie di emergenza statali e federali utilizzano dal vivo, dati geografici da satelliti e sistemi software come l'ADCIRC (Advanced Circulation) per simulare le maree costiere e il movimento delle correnti. Sgranocchiare tutti questi dati e trasformarli in mappe visive utilizzabili richiede un intenso, potenza di elaborazione ad alta velocità. Di conseguenza, le agenzie usano l'output dei supercomputer del TACC per prevedere le tempeste e supportare salvavita, decisioni di conservazione della proprietà in tempo reale. TACC ha sostenuto gli sforzi di risposta durante gli uragani Harvey nel 2017 e Firenze nel 2018.

Ora, questa risposta sarà ancora più rapida e mirata con il lancio del nuovissimo supercomputer di UT, Frontera, il supercomputer più veloce di qualsiasi università degli Stati Uniti e il quinto sistema più potente al mondo.

Clint Dawson, professore di ingegneria aerospaziale e ingegneria meccanica e capo del Computational Hydraulics Group, sta usando Frontera per indagare su uno degli aspetti più pericolosi degli uragani:l'onda di tempesta.

L'onda di tempesta è il flusso d'acqua sulla terra creato da potenti tempeste. Crea situazioni ad alto rischio come inondazioni interne e onde violente.

"È un grosso problema, e sta diventando ancora più grande perché sempre più persone vivono sulla costa, e il livello del mare si sta alzando a causa dei cambiamenti climatici, " ha detto Dawson. "Abbiamo anche uragani più grandi e più intensi di quelli che abbiamo avuto in passato".

La proporzione di tempeste tropicali che si rafforzano in potenti uragani è triplicata negli ultimi 30 anni, secondo recenti ricerche.

Con Frontera, i modelli delle mareggiate saranno in grado di spiegare gli effetti delle piogge e dell'erosione sulle inondazioni. I gestori delle emergenze possono incorporare informazioni sulle strutture per prevedere quali edifici si allagheranno quando colpirà un'ondata e quanto gravemente saranno colpiti.

Dawson ricorda come in passato i ricercatori avevano accesso a computer con memoria e potenza di calcolo limitate. La previsione delle tracce degli uragani e dei livelli delle mareggiate era "completamente fuori questione, " Egli ha detto.

Però, con l'avvento dei supercomputer, queste simulazioni possono ora essere eseguite più velocemente e produrre previsioni a risoluzione più elevata. Inoltre, i ricercatori possono fare diverse previsioni per una varietà di situazioni, con informazioni più aggiornate, consentendo loro di produrre previsioni più precise e accurate.

"Abbiamo aggiunto sempre più fisica, migliori algoritmi numerici, software migliore, migliore utilizzo delle risorse di calcolo ad alte prestazioni, e continua a migliorare fino ai giorni nostri, " disse Dawson.

Le simulazioni avanzate serviranno anche a prendere decisioni sulla pianificazione futura. "Dovremmo costruire nuovi sistemi di protezione o allontanare le persone dal pericolo? Chi vive in una pianura alluvionale? Chi no?" disse Dawson.

Trovare queste risposte porterà alla creazione di rifugi migliori, infrastrutture migliorate, e informazioni più approfondite su ogni aspetto dell'impatto di una tempesta.

I supercomputer di TACC stanno rivoluzionando il processo precedentemente lento e impreciso di previsione dei disastri naturali, consentendo ai soccorritori, il settore privato e il pubblico in generale a prendere decisioni migliori, preservando in definitiva la proprietà e riducendo al minimo le perdite di vite umane.

Questa è solo un'applicazione di queste macchine trasformative. "Ora possiamo risolvere problemi che prima non eravamo in grado di risolvere, " ha detto Dawson. "Sono sempre interessato a vedere cosa succede quando superiamo i limiti perché impariamo sempre cose nuove".