层次分解并行计算法在TOVS资料中尺度分析中的应用

应用层次分解法在IBM4381-P03型双CPU计算机上，对NOAA-11极轨气象卫星的垂直探测器（TOVS）反演产品中的15个标准气压层上的高度及温、湿度资料进行并行的中尺度客观分析计算。其结果表明:并行计算比串行计算节省作业的执行时间（Execute Time）45%—62%，节省作业的CPU时间（Central Process Unit）约40%，其加速比为3.28。     

逐次订正客观分析的双CPU并行运行试验

本文讨论利用 IBM4381-P03型计算机双 CPU 进行气象卫星和常规数据处理分析的并行运算方案。初步试验结果表明,在气象数据整理分析中利用双 CPU 的并行运算功能,其加速比可以达到1.5到1.93。     

双CPU并行算法求解Poisson方程零边界值问题试验

本文是把传统的大气、海洋问题中常用的串行迭代法——Liebmann方法（点迭代）和局地格林函数迭代法（局地点迭代），从算法上变成适合于IBM—4381（P03）双CPU并行执行的并行算法，求解Poisson方程零边界值问题。实例计算试验表明:上述两种方法的并行算法的效率是同一计算问题的串行算法的1.8倍和1.9倍；若把区域扩大，局地格林函数并行迭代效率可达2.8倍，大大超过IBM公司所称P03型机是P01型机的1.7倍的效率；本文还指出IBM-4381（P03）型计算机的两个CPU在执行并行运算时，可以共享数据组。     

广州区域数值预报模式并行化计算

采用消息传递方式 (MPI) 对最近发展的广州区域数值预报模式进行了并行化计算研究。根据模式的结构和计算过程特点, 模式适合采用水平分区方案进行并行计算处理。在曙光3000并行计算机上分别采用一维和二维分区并行方案实现了模式的并行化计算, 并对模式的并行效率、并行加速比和并行通讯时间百分比等做了测试。对测试结果的分析表明:采用8个CPU时, 两种方案都能在1 h内完成72 h的预报, 一维分区方案的并行效率则保持在90 %左右, 可以满足业务运行需要。当模式使用8个以上CPU时, 通讯时间迅速增加并超过了计算时间的50%, 模式并行效率明显下降。CPU相同时, 模式一维分区并行方案比二维分区并行方案并行效率高且实现起来简单。     

并行效率的初步研究

用有限区域中尺度差分网格模式，采用分区域并行计算方法，在TRANSPUTER并行计算机上研究大规模并行计算中计算问题复杂度与并行计算效率的关系。结果表明，采用适当的并行计算法，增加处理机个数和计算问题的复杂度可使并行加速比增大；并行效率则随着处理机个数的增加而降低，随着计算问题复杂度的增加而提高；大规模并行计算能明显地提高计算速度，很适合于解决大量计算的问题，在数值预报方面具有广阔的发展前景。     

GPS"射线打靶”模式的并行计算

全球定位系统（ＧＰＳ）“射线打靶”模式是ＧＰＳ／ＭＥＴ（气象）资料变分同化中联系ＧＰＳ原始观测与大气状况的一种自成一体的观测算子，但因其计算量非常巨大而一直没能得到实用。为了克服这一困难，我们建立一个并行版本的 ＧＰＳ“射线打靶”模式，并在国家重点基础研究发展规划项目“大规模科学计算研究”资助下研制的微机机群系统（ＬＳＳＣ）上成功地实现了并行计算，取得了理想的加速比和并行效率，而且具有良好的可扩展性，为该观测算子达到实用迈出了实质性的一步。     

基于CUDA的并行雷达拼图算法研究北大核心CSCD

雷达组网拼图算法是强对流天气短时临近预报系统(Severe Weather Automatic Nowcasting,SWAN)的重要基础方法之一。提高拼图算法的效率,不仅可以提升现有SWAN临近算法序列的时效性,也能更好地应用高分辨率雷达数据,具有重要的实际意义。采用中央处理器(central processing unit,CPU)和图形处理器(graphics processing unit,GPU)混合架构设计并行雷达拼图算法,其中CPU负责雷达数据的解析和调度GPU并行模块,GPU负责大规模数据的并行计算。通过分析计算统一设备架构(compute unified device architecture,CUDA)算法的并行开销和拼图算法的特点,提出并实现了GPU内存管理优化和数据交换流程优化方案,提高了组网拼图算法的效率。对比试验结果表明,基于CUDA的GPU并行拼图算法和SWAN中30线程并行的CPU算法相比,在全国1 km和500 m分辨率的拼图任务上,加速比分别达到3.52和6.82。综上,基于CUDA的并行拼图算法不仅可以提高SWAN短时临近算法序列的时效性,也为更高分辨率雷达资料的拼图提供了技术支持。     

李泽椿

1935年6月1日出生，江苏省南京人。1965年北京大学研究生毕业；1983-1996年任国家气象中心主任；1987年评为正研级高工；1995年当选为中国工程院院士。现任北京气象学会理事长，南京信息工程大学及中国气象科学研究院博士生导师。长期在业务第一线工作，曾在基层气象站任观测员3年，在中央气象台任预报员10年。1978年带领北京大学、中国科学院大气物理所、上海市气象局和国家气象中心的业务骨干去日本气象厅研修和试验我国自行构造的北半球及区域NWP业务方案，回国后建成我国第一个自动化北半球与区域NWP业务系统，获1985年国家科技进步…     

中期预报模式T63L16在银河-2巨型机上的并行计算

多任务中期预报模式T63L16主要利用了银河-2（以下简称为YH-2）巨型计算机提供的多任务并行计算环境，在原欧洲中期天气预报中心（ECMWF）T106L19模式版本的基础上，针对YH-2计算机的特点，实现了多任务并行计算，且获得了较高的加速比。     

参加Euro—Par2006国际会议总结

Euro—Par是欧洲并行计算年会的简称，这一会议是1995年通过合并了CONPAR—VAPP（并行与向量处理国际会议）和PARLE（欧洲并行体系结构与语言会议）这两个系列会议形成的。Euro—Par每年召开一次，由欧洲各国的大学、研究机构轮流主办，称为Euro—Par系列年会（Euro-Par annualseries）。     

原始方程模式多处理器的并行计算方案设计及试验

本文介绍并行处理器(Transputer芯片)的性能和特点，及其对微机功能扩充上的应用。结合气象问题，设计了五层原始方程数值预报模式的并行计算方案。经过试验，计算速度明显提高，结果正确可靠，从而为省级气象部门的数值预报业务化及科学研究提供了一条有效途径。     

台风“麦莎”路径东折分析及NWP产品检验

本文利用气象常规资料、NCEP／NCAR再分析资料和数值预报产品（NWP）资料对0509台风“麦莎”路径两次明显东折（7日11时和8日23时）的原因进行了分析，并对NWP产品对麦莎路径的预报结果进行了检验。结果表明：麦莎路径主要受西太平洋副热带高压（副高，下同）与西风带环流的影响，两次明显东折与西风带环流的经、纬向调整及副高由块状变为带状有关；“副高南落”指标和广义李雅普诺夫稳定度判据中J22的符号分别对应了麦莎的两次明显东折；麦莎中心气压和风力变化与台风的两次明显东折有很好的对应关系。另外，T213资料的涡度和位温预报场对台风的两次明显东折有一定的指示意义。NWP产品24h内对台风路径的预报效果较好，但对台风的第二次东折预报较差。     

中期预报模式T63L16在银河－2巨型机上的并行计算

多任务中期预报模式Ｔ６３Ｌ１６［１］主要利用了银河－２（以下简称为ＹＨ－２）巨型计算机提供的多任务并行计算环境，在原欧洲中期天气预报中心（ＥＣＭＷＦ）Ｔ１０６Ｌ１９模式版本的基础上，针对ＹＨ－２计算机的特点，实现了多任务并行计算，且获得了较高的加速比．     

夏秋连旱转好雨天气分析预报系统研究

该系统与Micaps工作平台设置接口，利用新技术所提供的各种图表工具和信息，对数值预报（NWP）形势场进行逐日反查分析比较，归纳出一些与临汾地区出现好雨相关好的形势场。对这些（NWP）形势场与08时实时资料形势场对应分析，确定高空环流型、低层影响系统及各层预报指标；分析各层物理量场分布特征、卫星云图的不同种类云系结构演变规律等建立模型。系统投入业务运行以来效果良好，提高了转折性天气预报准确率。     

编者的话

到本期为止，关于“气象服务”的主题征文将告一段落。征文中包括的2006年中国气象局开展的“气象服务效益调查”专项研究成果，是这次征文活动的亮点，也特别值得读者关注。关于这次调查的总体研究，每年气象服务中公益服务效益535-亿元（2007年第3期5—13页）、行业服务效益2793．1亿元（本期，5—14页）和气象服务成本47．6亿元（2007年第3期14—20页）的初步分析，     

内蒙古东部层状云中过冷水含量分布特征及作业飞行方案设计

通过利用美国粒子测量系统（PMS)，对内蒙古东部2001—2002年5—7月降水性层状云进行的科研探测。经过对探测资料分析得出以下结论：（1）内蒙古东部的降水性层状云主要分为三种云型：雨层云降水、蔽光高层云-层积云降水、透光高层云降水。其中雨层云中过冷水含量最大；（2）云中过冷水含量与云底高度为负相关，与过冷层厚度为正相关；（3）三种云型中距0℃层高度以上400?600m高度范围内过冷水含量达最大；（4）三种云型的可播庋为雨层云的人工增雨潜力为最大。（5）在过冷水含量大值区，垂直于高空风做“U”型水平播撒。     

新疆主要高速公路气象灾害特征分析

基于2010—2018年新疆交通阻断信息，结合气象观测数据，采用统计分析法、专家评估法、问卷调查法等，分析了新疆G30、3012、217线高速公路气象灾害的时空分布特征。结果表明：（1）影响新疆高速公路的气象灾害主要有道路结冰、积雪、暴雨、大雾、大风、沙尘、高温、次生灾害及风吹雪。（2）气象灾害在不同路段有明显的区域分布特征。（3）气象灾害具有明显的季节特征。冬季气象灾害最多，以积雪、大雾和道路结冰为主；春季次之，主要为大风、沙尘和道路结冰；夏季以暴雨、大风及次生灾害最为突出；秋季气象灾害相对较少。（4）G30高速公路的大风、阴雾是新疆比较特殊的气象灾害。     

SQJ—90A／B型多功能气象警报接收机常见故障的检修

ＳＱＪ—９０Ａ／Ｂ型多功能气象警报接收机常见故障的检修董丽君（自贡气象局６４３００７）该机是上海气象局科技咨询中心组装，由警报接收部分和收录部分组合而成，有机组合和功能的自动切换靠一组电缆和警报板上的继电器来实现。Ａ、Ｂ型的收录部分分别为单卡和双卡；...     

内蒙古大兴安岭林区雷击火灾发生的气象条件分析

利用1981—2004年气象和雷击火资料，研究内蒙古大兴安岭林区，雷击火分布特征，进而分析该地区雷击火多发的气象原因。结果表明：（1）干旱少雨、地面升温快，并伴随一些天气过程如低压槽、切变线、低涡、冷锋、飑线等是形成强对流“干雷暴”即雷击火的天气背景。（2）雷击火的发生与近年来温度的升高密切相关，尤其是5—7月温度和地温的升高，是引发内蒙古大兴安岭森林雷击火的主要因素之一，（3） 5—7月降水量和相对湿度的逐渐减少，使干旱化程度不断加剧，导致内蒙古大兴安岭地区从1999年以后，雷击火次数呈明显上升的趋势。（4）大风天气对雷击火发生影响较小，但可加速火灾的芟延与危害程度。（5）气候的变干、变暖以及极端气候事件的增多，是导致近年来内蒙古大兴安岭地区雷击火频繁发生的主要气候原因。     

一个有限差分大气环流模式的并行效率

适合于大规模并行处理机（ＭＰＰ）的中国科学院大气物理研究所新一代九层大气环流模式（ＩＡＰ ９Ｌ ＡＧＣＭ）被发展成功。本文描述了并行模式的设计原则，给出了该模式的并行版本在我国几种主要的并行机上的并行执行效率数据。采用消息传递方式（ＭＰＩ）的区域分解方法用于实现程序的并行，结果表明，对于该模式，只有一维区域分解方法才能取得较好的并行可扩展性，即随着处理器的增加而能得到相应较好的并行加速比和并行效率。