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大气数值形状还需要包括好多复杂的物理和化学历程
发布日期:2022-04-24 12:26    点击次数:163

大气数值形状还需要包括好多复杂的物理和化学历程

近日,中国科学工夫大学在新一代神威超等筹商机上,初度杀青了长达7天的行家3公里空间离别率大气物理-化学全耦合数值模拟进修,或将显贵改善顶点天气事件预告的准确性。

行家大气3公里空间离别率的大边界并行模拟着力暴露图,图片来自论文

连年来,普通发生的顶点和高影响天气及空气欺凌事件,如暴雨、暴雪、高温、干旱、雷暴、台风、冰雹、寒潮、霾、沙尘暴等,不仅对人民分娩生计带来严重影响,致使形成弗成权衡的人命和财产吃亏。大气数值模拟是参谋和估量此类灾害性天气事件的要害妙技。

尽管近几十年来,大气数值形状得到了快速发展,但当今仍存在着较大的预告偏差。由于大气系统中包含了不同期空圭臬历程以及它们之间的互相作用,因此为了提高数值预告才调,形状就需要具备致密的时空离别率。

此外,大气数值形状还需要包括好多复杂的物理和化学历程,来反应人类活动和行家城市化的高度发展对大气系统产生的伏击影响。但构建这么的大气数值形状会带来模拟筹辩论的指数增长和极大边界的数据读写需求。因此,包含大气成份演变历程的行家高离别率大气数值形状一经一项难以梗阻的挑战。

这次,中国科学工夫大学地球和空间科学学院赵纯教讲课题组、筹商机科学与工夫学院安虹教讲课题组,以及国度景观局、国度超等筹商无锡中心、北京大学、清华大学等照管员,初度在新一代神威超等筹商机上杀青了长达7天的行家3公里空间离别率大气物理-化学全耦合数值模拟进修,全面展现了新一代国产超等筹商机软硬件系统的可靠性、理会性和可用性,以及在构建行家高离别率大气模拟系统的紧要应用远景。参谋恶果在线发表于《科学通报》(Science Bulletin)。

行家高离别率大气数值形状iAMAS 大边界并行优化和模拟,图片来自中科大

神威系列超等筹商机是我国自主研发的超等筹商机系统。新一代神威超等筹商机领有弘大筹商和系统通讯才调,这来自于我国自主缱绻的申威高性能筹商和通讯芯片。其中,还包括丰富的面向高性能筹商(HPC)、人工智能(AI)和大数据和会应用场景的大边界并行筹商软件配置环境和器具,为紧要应用领域的筹商模子改换与杀青提供了系统软件撑持,使多圭臬、高离别率、万古刻、高精度的超大边界模拟成为可能,相称是对多学科、多物理、多时空离别率的耦合模拟才调。

前述参谋基于新一代国产神威超算平台,研发了包含大气成份演变历程的行家高离别率非静力均衡大气数值形状iAMAS,在大边界数据读写速率、并行筹商着力、边界可彭胀性、运转时效性等多个方面填补了国表里大气数值模拟的空缺。

国产神威超等筹商机

团队凭证新一代神威超等筹商机通讯系统和文献系统的性情,通过重构数据读写策略充分诈欺了系统提供的读写带宽、开释文献系统性能,惩办严重影响iAMAS模拟可彭胀性的读写瓶颈。同期,全面优化从系统到芯片各档次的并行筹商步调,充分发达新一代申威异构众核处理器芯片架构的筹商性情,杀青了程度级、线程级和数据级三个档次的并行,大幅进步了大气物理-化学全耦合数值模拟的并行筹商着力。

最终,团队将数值模拟的进修边界彭胀到近4000万处理器核(约60万核组)时,并行着力仍保持在76.2%,在普通的大边界数据读写的情状下杀青了每小时模拟0.82天的速率,初度杀青了行家3公里大气物理-气溶胶耦合的高效数值模拟进修。

这项参谋初步揭示了行家高离别率大气物理-化学耦合模拟不错显贵改善顶点天气事件预告的准确性,展现出高空间离别率和耦合化学反馈效应关于数值天气和空气质地预告的伏击真谛,对预告顶点、高影响天气和大气欺凌事件具有伏击应用远景。

往日,团队策动进一步优化前述大气形状,提高其筹商着力和理会性,并将其耦合进高离别率地球系统形状,从而开展恒久的高离别率征象模拟进修,探究征象变化执法及对人类的影响,将有助于杀青我国“双碳”策略。

图片来自NASA

此外,行家高离别率大气物理-化学耦合模拟相同适用于参谋行星大气成份的演变执法。团队也将在前述参谋基础上,发展行星高离别率大气形状,有助于我国的深空探伤策动和科学参谋。

论文共同通讯作家为中科大讲明赵纯和安虹,共同第一作家为硕士参餬口顾俊、方涛,博士参餬口冯家望、郝晓宇。前述参谋获取国度当然科学基金、国度重心研发策动、中国科学工夫大学“双一流工程”参谋基金、中科院策略重心参谋策动等容貌标共同资助。同期,青岛海洋科学与工夫试点国度施行室、中国科学工夫大学超算中心、国度超等筹商无锡中心、国度超等筹商济南中心、国度超等筹商广州中心等单元提供了超算资源的援救。

欧冠小组赛阶段,利物浦被分入的死亡之组,马竞、AC米兰和波尔图,三支球队的实力有目共睹,看似谁都不好对付,但利物浦却打出了6战全胜的队史最佳战绩提前两轮出线,实力之变态令人侧目。相比之下,身处D组的国际米兰虽然只有皇马一个强悍对手,国米依然仅仅取得3胜1平2负。被现在的皇马双杀,也意味着国米的实力中看不中用,距离欧洲顶级球队还差很远。

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替代人选,田玉达,2001年出生,身高190,具备了高中锋的身体素质,上赛季租借北体大出场26次明升体育APP,打入5球,值得培养。租借天津的石炎也是不错的替代人选。