Un gruppo di scienziati del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ha sviluppato un sistema avanzato di previsione dei tsunami in tempo reale, pensato per migliorare gli avvisi precoci nelle aree costiere vicine alle zone sismiche. Grazie alla potenza del supercomputer più veloce al mondo, El Capitan, le previsioni ora possono essere generate in pochi secondi, rivoluzionando la capacità di risposta alle emergenze.
La potenza di El Capitan per previsioni istantanee
Come già detto sopra, il sistema utilizza il supercomputer El Capitan, capace di 2,79 quintilioni di calcoli al secondo, per risolvere complessi problemi di propagazione di onde acustico-gravitazionali. Il progetto ha impiegato oltre 43.500 unità di elaborazione accelerata AMD Instinct MI300A (APU) per creare un vasto set di dati che permette la previsione dei tsunami anche su sistemi più piccoli.
Gli scienziati hanno sfruttato la piena capacità di calcolo della macchina in una fase di precomputazione offline. Questa operazione ha generato una libreria enorme di simulazioni fisiche, collegando il movimento del fondale marino causato dai terremoti alle onde tsunami risultanti. Il risultato: previsioni rapide in tempo reale usando cluster GPU modesti, una capacità che potrebbe salvare vite umane e trasformare gli avvisi precoci.
Il “digital twin” che simula il fondale marino
Precisa Interesting Engineering, al centro del sistema c’è un “digital twin” dello tsunami, capace di modellare gli effetti del movimento del fondale marino durante un terremoto. Il sistema dinamico e guidato dai dati utilizza informazioni provenienti dai sensori di pressione sul fondo oceanico e simulazioni fisiche avanzate per stimare l’impatto sul mare e prevedere il comportamento delle onde in tempo reale, includendo anche la quantificazione dell’incertezza.
Secondo Tzanio Kolev, matematico computazionale del LLNL, si tratta del primo digital twin di questa complessità in grado di operare in tempo reale: “combina la simulazione in avanti su scala estrema con metodi statistici avanzati per estrarre previsioni basate sulla fisica dai dati dei sensori a una velocità senza precedenti“.
Un’accelerazione senza paragoni
Gli scienziati hanno ottenuto un aumento di velocità di 10 miliardi di volte rispetto ai metodi tradizionali, sfruttando algoritmi paralleli e la decomposizione offline-online. Per il caso della zona di subduzione di Cascadia, con un miliardo di parametri, la previsione delle onde tsunami che prima avrebbe richiesto 50 anni su una macchina da 512 GPU, ora avviene in meno di 0,2 secondi.
Questa capacità consente di prevedere altezza e propagazione delle onde verso le coste con estrema precisione, migliorando radicalmente la risposta alle emergenze. In scenari di terremoti superiori alla magnitudo 8.0, le onde distruttive potrebbero raggiungere la costa del Pacific Northwest degli Stati Uniti in soli 10 minuti, un tempo brevissimo per evacuazioni, sottolineano i ricercatori.
