■ 時報記者 王森 報道

　　本月初，2014年度國家科技進步獎評獎揭曉，我國首臺千萬億次超級電腦系統——“天河一號”獲得特等獎。在位於濱海新區的國家超級計算天津中心內，每天有上千個計算任務在這個“最強大腦”上飛速運轉。

　　從這裡引發的“蝴蝶效應”，不僅推動著我國的科技創新能力和企業核心競爭力的提升，也在民計民生領域描繪出絢爛畫卷。目前，這裡的研究人員正致力於利用“天河一號”服務於霧霾天氣預警預報。隨著試點範圍的逐漸鋪開，未來有望形成全國性霧霾預警預報能力。對霧霾像天氣一樣，實現高解析度、長時間的預報，將不再是市民的夢想。

　　“聰明大腦”神算 霧霾提前預報

　　近幾年，霧霾問題日益突出，嚴重影響著人們的生活。“想週末帶孩子外出，不知道到時會不會出現霧霾天氣。”余女士是一位三歲孩子的母親，計劃好的出行已不止一次被突如其來的霧霾打亂，“要是霧霾也能像天氣一樣提前幾天就準確預報就好了。”

　　記者在採訪中發現，和余女士一樣懷著相同“夢想”的新區市民不在少數。此刻，國家超級計算天津中心的研究人員正為余女士們的夢想努力著。由該中心與中國氣象局氣象科學研究院、國家氣象局衛星數據中心、清華大學、南開大學合作，聯合研發的天河—霧霾自動化實時預警預報系統，已在河北保定、廊坊等市開展試點工作。今年，也將應用於本市的霧霾天氣預警預報工作中。

　　在國家超級計算天津中心應用研發部部長孟祥飛看來，實現霧霾預警預報，如同求解一道數學難題，基礎數據、運算公式、聰明大腦一個都不能少。“在基礎數據上，氣象、環保部門以及清華大學等科研院所合作，獲取氣象衛星數據和污染源數據。此外，還有我們此前就掌握的地理資訊、地面建築資訊等。”孟祥飛介紹，由專家研發的專門針對霧霾預警預測的數據模型，就是計算所用的公式。

　　有了上述這些，現在就需要“聰明大腦”出場了，這就是“天河一號”。“天河一號”的聰明程度，從其曾獲得“世界超級電腦TOP500排名第一”便可知曉。“除了硬體，我們還有技術上的積累，比如在高性能計算處理、大數據的挖掘等方面的成果。”孟祥飛表示，沒有“最強大腦”，預測未來三天的霧霾天氣，光計算就要用兩天，就沒有意義了。

　　孟祥飛介紹，把收集來的數據，進行電腦模擬，之後再對數據進行分析和處理。比如説華北地區未來每個小時，污染擴散是什麼樣子，會把數據做成可視化的産品，再發回氣象和環保部門，最終由它們發佈。

　　預警預報系統實際效果如何？孟祥飛用數據來回答，目前該系統正在為華北地區開展2-3公里的高精度空氣品質的實時預報，可實時對外提供未來120小時關於PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3、AQI等參數的預報。“此前，全國的霧霾預報，從精度上看，在20-50公里，要知道很多城市的跨度還沒有50公里。這樣的結果，就是針對天津的預報只能有一個總體的數據，而且能夠預報的時間也相對較短。”孟祥飛表示。

　　預警預報是第一步，實現治理才是長遠目的。未來，該系統將逐步收集氣象、污染源等方面的數據，在數據支撐下，為政府治霾提供關鍵支援，“比如説我預報未來第五天要發生霧霾了，現在要做哪些減排的措施，會改善第五天霧霾發生的情況。未來將通過大數據分析，給出建議。”

　　“通過歷史數據的不斷積累，‘天河一號’將在現有華北地區高精度長效霧霾預警預報研究和應用基礎上，未來3年逐步向全國推廣。 ”孟祥飛表示。

　　大舉進軍民計民生領域 實現算天、算地、算人

　　如今，“天河一號”的應用領域正不斷拓展，已經實現“算天、算地、算人”。“我們為航太火箭和飛機設計分析發動機和外形，使得火箭和飛機飛得快、省油；計算天氣變化，預報氣象，預測未來氣候變化等等；為大地做CT，探明地下石油儲藏情況，打出地下的石油；分析人類基因，解讀生命的奧秘，使人活得更健康更長壽；研發新藥，治療疾病等等。”國家超級計算天津中心負責人表示。

　　“在民計民生領域，除了霧霾的預警預報，我們還有很多成果案例，比如説無痛産檢。”孟祥飛介紹，嬰兒出生之前都會到醫院對先天性耳聾、唐氏綜合症等進行篩查。原先需要穿刺，取羊水。現在只要取母體的血樣，通過基因測序，利用電腦數據分析能力，就能預測嬰兒是不是有唐氏綜合症等疾病，“我們和華大基因合作，如今在天津每年就有幾萬的案例。”

　　孟祥飛告訴記者，汽車安全設計，過去只能通過實車碰撞實驗，不斷改善鋼結構的材料、厚度等，一輛汽車的研發需要70-80輛測試用車。現在利用電腦虛擬設計，10輛左右就可以，大幅縮短了研發週期、降低了成本。

　　未來，“天河一號”將繼續深耕應用，推動高端資訊技術在重大科技創新、産業發展和政府管理中的應用，為市民生活帶來觸手可及的改變。