中新社合肥4月1日電 (記者 吳蘭)記者1日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校科研人員近日在新一代神威超級(jí)計(jì)算機(jī)上首次實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)7天的全球3公里空間分辨率大氣物理-化學(xué)全耦合數(shù)值模擬試驗(yàn)。
相關(guān)研究成果發(fā)表于Science Bulletin上。
該項(xiàng)研究工作基于新一代中國(guó)國(guó)產(chǎn)神威超算平臺(tái)，在大規(guī)模數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速度、運(yùn)行時(shí)效性等多個(gè)方面填補(bǔ)了中外大氣數(shù)值模擬的空白，全面展現(xiàn)了新一代中國(guó)國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和可用性，以及在其上構(gòu)建全球高分辨率大氣模擬系統(tǒng)的重大應(yīng)用前景，并最終將數(shù)值模擬試驗(yàn)的規(guī)模擴(kuò)展到近4000萬(wàn)處理器核時(shí)，并行效率仍保持在76.2%，實(shí)現(xiàn)了全球3公里大氣物理-化學(xué)耦合的高效數(shù)值模擬試驗(yàn)，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。
應(yīng)對(duì)日益變暖的全球氣候以及頻繁的極端和高影響天氣是21世紀(jì)科學(xué)界面臨的重大挑戰(zhàn)之一。近年來(lái)，頻繁發(fā)生的極端和高影響天氣以及空氣污染事件，如暴雨、暴雪、沙塵暴等，給民眾帶來(lái)嚴(yán)重影響，甚至?xí)斐刹豢晒懒康纳拓?cái)產(chǎn)損失。
大氣數(shù)值模擬是研究和預(yù)測(cè)此類災(zāi)害性天氣事件的關(guān)鍵手段，但目前仍存在著較大的預(yù)報(bào)偏差。因此，為了提高數(shù)值預(yù)報(bào)能力，模式需要具備精細(xì)的時(shí)空分辨率。此外，大氣數(shù)值模式還需要包括許多復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，而構(gòu)建這樣的大氣數(shù)值模式會(huì)帶來(lái)模擬計(jì)算量的指數(shù)增長(zhǎng)和極大規(guī)模的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)需求，使得包含大氣成分演變過(guò)程的全球高分辨率大氣數(shù)值模式至今仍然是難以突破的問(wèn)題。
神威系列超級(jí)計(jì)算機(jī)是中國(guó)自主研發(fā)的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。新一代神威超級(jí)計(jì)算機(jī)上擁有的強(qiáng)大計(jì)算和系統(tǒng)通信能力，為重大應(yīng)用領(lǐng)域的計(jì)算模型創(chuàng)新與實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大、靈活的系統(tǒng)軟件支撐，使多尺度、高分辨率、長(zhǎng)時(shí)間、高精度的超大規(guī)模模擬成為可能，特別是已展現(xiàn)出對(duì)多學(xué)科、多物理、多時(shí)空分辨率的耦合模擬能力。
據(jù)介紹，該研究初步揭示了全球高分辨率大氣物理-化學(xué)耦合模擬能顯著改善極端天氣事件預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，展現(xiàn)出高空間分辨率和耦合化學(xué)反饋效應(yīng)對(duì)數(shù)值天氣和空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)的重要意義，對(duì)預(yù)報(bào)極端和高影響天氣以及大氣污染事件具有重大應(yīng)用前景。(完)
