PRESS RELEASE

Fujitsu Limited
March 11, 2025

富士通與橫濱國立大學利用超級電腦「富岳」
實現全球首例與颱風相關的龍捲風即時預測

富士通株式会社與橫濱國立大學今天宣布，運用先進的超級電腦技術，成功實現全球首個對多個颱風伴生龍捲風的即時預測，顯著提升了災難預警與防災準備能力。
這項新技術運用了經優化的大規模並行處理技術，結合由橫濱國立大學的坪木和久教授開發的增強型「Cloud Resolving Storm Simulator（下稱CReSS）」在富士通的「富岳」超級電腦上進行模擬。這使得單次高解析度模擬可以同時涵蓋大規模的颱風與小規模的龍捲風，實現準確的即時預測。

過去在對2024年8月襲擊日本九州地區的颱風10號的龍捲風模擬中，需要超過11小時才能預測是否會產生龍捲風，這使得預測結果不具實際意義。而這項新技術能將預測時間大幅縮短至80分鐘，讓合作夥伴能夠提前四小時預測龍捲風的發生。這一預測運算僅使用了「富岳」5%的運算資源，表示未來還有更大規模與更快速預測的潛力。
雙方計畫於2024財務年內向研究界發布增強版的CReSS，顯著改善極端氣候事件的預測能力，並加強災難減緩措施。

背景

大約20%的龍捲風是伴隨颱風產生的。為了應對日益增加的龍捲風損害，日本於2008年開始發佈龍捲風警報。然而，相較於高精度預測的降水等天氣現象，龍捲風由於規模較小且持續時間短，由於其規模小且變化快速，預測相對困難。此外，當前的龍捲風警報有效期約為一小時，而加長提前預警時間的需求也日益增加。
富士通與橫濱國立大學於2022年11月啟動了合作研究，旨在應對由全球暖化加劇的颱風所帶來的社會挑戰。該合作研究是在富士通小型研究實驗室的「富士通－橫濱國立大學颱風科學與技術研究中心協作研究實驗室」進行，專注於理解颱風的形成機制，加速並提升颱風預測模擬的準確度。

共同研究的成果

1. 應用技術

CReSS氣象模擬器可以進行從雲層規模（水平50米至2000米的範圍）到中尺度（水平2公里至2000公里的範圍）之間的高精度氣象模擬，能夠準確模擬出龍捲風生成的超級單體雷暴的形成與發展。儘管如此，CReSS原始設計不適合進行颱風伴隨龍捲風預測所需的大規模並行處理（數千個節點），導致並行計算時間過長，無法實現即時預測。
為解決這一問題，研究團隊開發了輕量化版本的CReSS大幅降低了運算需求，同時保持所需的預測精度。此外，富士通運用大規模並行處理技術，對「富岳」伺服器間的網路結構進行了優化，並實現了運算與文件輸出的重疊執行，這使得「富岳」上的模擬時間大幅縮短，使預測速度較以往大幅提升。

2. 應用成果

研究團隊使用CReSS在「富岳」的8,192個節點上進行了針對2024年8月襲擊九州並引發龍捲風的10號颱風進行預測試驗。該實驗透過包括溫度、氣壓、濕度、風向和風速等的3D空間數據，成功模擬了發生於九州東部沿海的多個龍捲風。圖1顯示了整個颱風區域的模擬結果，圖2則將九州東岸20公里見方區域內風與雲的運動可視化，清楚地顯示出多個龍捲風的形成。

圖1：2024年10號颱風的模擬結果，顯示降雨（左）與風速（右）。紅色圈標示強烈旋轉風區域。

圖2：2024年10號颱風相關龍捲風的模擬結果（20km x 20km區域）。紅色區域代表強烈渦狀雲層，可能為龍捲風，而白色區域則為上方渦狀雲層。
（此可視化圖像由橫濱國立大學使用VAPOR氣象可視化工具製作。）

YouTube影片連結：

富士通與橫濱國立大學利用超級電腦富岳實現全球首個颱風相關龍捲風即時預測

富士通株式會社 執行董事EVP兼富士通研究所所長 岡本青史 表示：

我們很高興分享與橫濱國立大學合作研究的重大成果，這是一項長達兩年的項目。此次成功將進一步推動我們專業技術的整合。透過颱風發展預測與颱風模擬技術的提升，加強氣象災害應對措施及減少災害影響，並為全球環境議題提供解決方案，同時朝向富士通的永續發展目標邁進。

橫濱國立大學 綜合學術高等研究院 颱風科學技術研究中心主任 筆保弘徳教授表示：

在「富士通-橫濱國大颱風研究聯合講座」中取得的研究成果，大幅推進了對過去難以預測的颱風伴生龍捲風的重大進展。透過超級電腦「富岳」與高解析度模型的結合，成功實現了對不同尺度氣象現象的高精準度模擬，從而實現了即時預測。特別是，能夠即時預測颱風帶來的大範圍災害及局部龍捲風，對於提升預警系統至關重要。我們期待這項先進的模擬技術能在降低自然災害風險的同時，將對地球環境的影響降至最低，並推動相關領域的研究進展。

未來計劃

橫濱國立大學與富士通為加速颱風等氣象災害的研究，計劃於本年度內公開此次合作開發的大規模並行版CReSS。此外，雙方將基於本次研究成果，結合 AI 技術進一步提升運算速度與預測精度。透過這些成果將有助於解決富士通所關注的關鍵永續議題之一——全球環境問題。

附註：

此研究由「富岳」超級電腦提供運算資源，並透過「富岳」工業試驗計劃（編號：hp240255）進行。

相關連結

Fujitsu Small Research Lab

記者會簡報資料
2025年2月12日舉行

【本篇新聞為Fujitsu Limited 於2025/2/12發布之新聞稿摘要】原文出處

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