Extreme weather amplified by climate change is causing increasingly devastating impacts across the globe. The current use of physics-based numerical weather prediction (NWP) limits accuracy due to high computational cost and strict time-to-solution limits. We report that a data-driven deep learning Earth system emulator, FourCastNet, can predict global weather and generate medium-range forecasts five orders-of-magnitude faster than NWP while approaching state-of-the-art accuracy. FourCast-Net is optimized and scales efficiently on three supercomputing systems: Selene, Perlmutter, and JUWELS Booster up to 3,808 NVIDIA A100 GPUs, attaining 140.8 petaFLOPS in mixed precision (11.9%of peak at that scale). The time-to-solution for training FourCastNet measured on JUWELS Booster on 3,072GPUs is 67.4minutes, resulting in an 80,000times faster time-to-solution relative to state-of-the-art NWP, in inference. FourCastNet produces accurate instantaneous weather predictions for a week in advance, enables enormous ensembles that better capture weather extremes, and supports higher global forecast resolutions.


翻译:以物理为基础的数字天气预测(NWP)目前由于高计算成本和严格的时间到溶解限制而限制了准确性。我们报告说,由数据驱动的深学习地球系统模拟器(FourCastNet)可以预测全球天气,并产生比NWP更快的五级微粒预报,同时接近最先进的精确度。四Cast-Net在三个超级计算系统(Selene、Perlmutter和JUWelel Booster)上实现了808个NVDIA A100GPUs,达到140.8个混合精确度(该比例达到峰值的11.9%)。在JUWELS Booster3 072GPU上测量的四CastNet培训时间到解决方案是67.4分钟,从而在三个超级计算系统(Slene、Perlmutter和JUWELS Bouter)上实现80 000倍的快速时间到溶解速度,从而使得全球最新NWPPPPPPPPPP能够作出更精确的天气预报。四Castirommmissional气象预报。

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