提高天氣預報能力對于科學和計算都充滿了挑戰。自1950年以來，超級計算在天氣預報模型方面扮演著重要的角色，仍然被如今的天氣預報所沿用。不斷提升的計算能力，讓科學家和預報人員能夠以較之以往更快的速度取得結果，并對日益復雜氣象和特殊預報需求給予響應。

大數據天氣預報

超級計算機、大數據應用將能夠滿足未來氣象預報在三個關鍵領域的需求：

管理和利用龐大數據集

環境數據的數據量和多樣性將以指數形式成倍增加，將對基礎設施傳、管理和存儲這些數據提出極大的需求，也要求更大計算能力模擬使用它。這也為公立和私營機構研究人員專業化服務提供了新機遇。一個例子是利用新的觀測源，例如放置在汽車重傳感器。想象一下，成千上萬傳感器在市區提供實時的氣象信息，天氣預測模型通過數據海嘯的處理，用于對傳統的基于物理學的模擬方法進行加強。

提高模型的分辨率

高分辨率模型是一個關鍵因素，它以更好地評估長期氣候系統狀態，提高氣象預報能力，特別是對災害性天氣的預報能力。美國國家大氣研究中心和伊利諾伊大學的研究人員使用藍水(Blue Waters)超級計算機對于桑迪(Sandy)颶風的模擬，已經提高到500米分辨率，相當于幾個街區的預報。

解決技術障礙

鑒于天氣建模和分析變得更加數據密集型，需要更大計算能力，究人員必須更加關注性能瓶頸，如內存、I / O、互連延遲和帶寬。天氣模擬需要成千上萬微處理器并行運算，突破硬件和軟件的可擴展性限制。此外，可擴展的操作系統、編譯器和應用程序庫正在發揮作用。最終，底層技術基礎設施必須緊密集成，支持模擬和分析工作流程。

基礎設施提供模擬和數據驅動的分析能力，支持常規高分辨率天氣預測，推動專業氣象服務。未來氣象預報所需要能力，我們甚至不能想象：是從64年前什么時候開始預測天氣的。超級計算機創新至今跟上了社會發展的需求，而且它有望在未來幾年內提供新的解決方案。