地球数值模式大数据平台落成仪式现场

 

　　“我国数值模式研究起步早、基础好，但此前因为没有专门的高性能计算机系统支撑，也由于对数值模式的技术性和工程性重视不够，与国际最先进水平存在差距。”中科院大气物理研究所所长朱江表示。而中科院计算所、曙光公司、网络信息中心的参与，相互协作从软硬件层面合力攻克了这一难题，弥补业务支撑系统的不足。

 

　　赶超国际水平 争取国际话语权

 

　　气候和环境危机无法准确预测的关键在于我们对地球系统变化和运动规律认识的局限性，需要从系统的角度来进行地球各圈层自身的演化规律及其它们之间的相互作用规律的研究。因此，地球系统科学应运而生。由于地球系统极其庞大和复杂，传统的理论和观测实验方法局限性太大，远不能满足整体研究的要求，只有将理论模式和大规模计算结合的数值模拟才有可能，这就是“地球系统数值模拟装置”的核心内容。

 

　　美、日、欧等发达国家已建有软硬件结合的面向地球系统的专门模拟装置。如日本正是利用其定制的“地球模拟器”建立了当前最高分辨率的短期气候预测系统，使年际气候预测水平世界领先，极大提高了其国际影响力。美国国家大气科学中心（NCAR）凭借其长时间世界领先的数值模拟装置，发展了性能优异的地球系统模式，因此在由世界气象组织和联合国环境署共同建立的政府间气候变化专门委员会(IPCC) 中主导了气候变化预估试验的设计和评估报告的撰写。这些发达国家正是基于模拟装置对未来气候变化的预估，从而提出各国的减排义务并引领全球气候和环境变化问题外交谈判。

 

　　由于我国尚缺乏面向地球系统专用的数值模拟装置，使我国地球系统模式的研制和气候变化模拟研究受到很大制约。

 

　　高性能计算辅助原型系统初步落成

 

　　今年3月，“地球数值模拟装置”原型系统建设项目正式启动。中国科学院、中科院大气所、中科院计算技术所、中科院网络中心、中科曙光等几家单位共出资0.9亿元建设原型系统。据悉，当前原型系统峰值计算速度达1 Pflops，从硬件配置架构和科学软件检验两方面证实和完善“地球系统数值模拟装置”建设方案的有效性和可行性。

 

　　“原型系统是我国‘解读地球计划’的核心内容。在‘地球数据模拟装置’项目正式落地之前，原型系统担负着验证大科学装置建设方案可行性的责任。”大气动力学家、中国科学院院士曾庆存介绍说。

 

　　据介绍，原型系统最大的亮点之一，当属首次正式发布的“地球系统模式1.0版本”。“地球系统数值模拟装置”预研及原型系统建设项目由五大分系统组成：地球系统模式、区域高精度大气污染模拟系统、面向地球科学的高性能计算机系统、地球系统数值模拟并行软件支撑框架、地球系统模式可视化平台。该系统包含高性能计算机硬件、地球数值模拟应用软件、并行软件支撑框架、可视化系统等多个部分，可满足对地球系统的仿真研究。我国地球科学家可借助该系统，在地球系统模式研发、短期气候预测、灰霾治理等方面得出一些对科学和社会有益的成果。

 

　　据介绍，曙光公司为该项目提供的计算机硬件原型系统不仅在峰值计算能力上达到1Pflops，而且在存储总容量超过5PB，并针对性地对系统进行了地球系统数值模拟加速计算和软件性能优化，各项指标均处于国内领先地位。

 

　　“集成各学科‘国家队’之力、以国内最优势团队打造的‘地球数值模拟装置’原型系统，是目前我国当之不让的开启地球数值模拟研究利器。”曙光总裁历军表示。Y