大气环流数值模式的一种并行化方案

从一般计算机并行计算理论出发,结合大气科学模式的特点,总结出一套对数值模式适用的并行化编程方案,而且提出了并行计算过程中应该注意的一些问题.利用文中提到的方案,可以帮助刚开始接触并行计算的模式编程人员快速完成串行数值模式的并行编程.最后,以一个串行的大气环流模式SAMIL并行化编程作为实例,对其并行计算过程和并行计算效率进行了描述和分析.     

OpenMP在MM5中尺度模式中的应用试验

简要介绍了一种新的并行编程标准——OpenMP通过与其他几种并行编程标准的比较,了解其优越与不足之处。详细介绍了OpenMP在PSU/NCAR的中尺度模式MM5中的运用。分别用OpenMP并行方式与MPI并行方式在SGI Origin 2000上进行了并行效能测试。测试结果表明：OpenMP是一种简单、高效的并行编程标准,非常适合于气象科研与业务领域应用。     

GRAPES全球模式MPI与OpenMP混合并行方案

随着多核计算技术的发展,基于多核处理器的集群系统逐渐成为主流架构。为适应这种既有分布式又有共享内存的硬件体系架构,使用MPI与OpenMP混合编程模型,可以实现节点间和节点内两级并行,利用消息传递与共享并行处理两种编程方式,MPI用于节点间通信,OpenMP用于节点内并行计算。该文采用MPI与OpenMP混合并行模型,使用区域分解并行和循环并行两种方法,对GRAPES全球模式进行MPI与OpenMP混合并行方案设计和优化。试验结果表明:MPI与OpenMP混合并行方法可以在MPI并行的基础上提高模式的并行度,在计算核数相同的情况下,4个线程内的MPI与OpenMP混合并行方案比单一MPI方案效果好,但在线程数量大于4时,并行效果显著下降。     

并行高分辨率有限区预报系统在IBM SP上的建立

从理论上讲 ,在多节点多处理器并行计算机系统上用ＭＰＩ/ＯｐｅｎＭＰ进行混合并行编程 ,即在节点间用ＭＰＩ通信 ,而节点内用ＯｐｅｎＭＰ ,应该取得比用纯ＭＰＩ并行化的应用程序更好的并行性能。目前 ,各国的应用程序开发者和气象工作者们都在致力于这方面的研究。可以说 ,这种方法的可行性是不容置疑的 ,它应当是今后并行编程框架设计的共同趋势。本文介绍了在ＩＢＭＳＰ并行计算机上优化和并行化高分辨率有限区同化预报系统(ＨＬＦＡＳ)中模式所采用的这种混合编程方法和技术。1　ＨＬＡＦＳ系统高分辨率有限区同化预报系统包括资料分…     

基于J-Earth领域编程框架的高效并行大气环流模式(H-GAMIL)构建

高性能并行计算,一直是气候系统模式研究中的重要科学前沿。然而,随着计算机技术的发展,计算机体系结构越来越复杂,以及气候系统模式本身的复杂性使得开发高性能气候系统模式成为一个难题。采用了一种全新的并行程序设计方法:基于针对气象科学中的计算特点发展出的领域编程框架J-Earth,构建了高性能并行大气环流模式H-GAMIL。在对原模式GAMIL分析和解构以后,结合J-Earth的特点,采用面相对象的编程方式,对H-GAMIL进行重构。重构后的H-GAMIL具有现代软件标准化模块化的特点,并具有自动二维剖分、MPI(Message Passing Interface)和Open MP(Open Multi-Processing)混合并行实现、并行输出等新功能。解决了原模式一维剖分受到处理器限制,串行IO等问题。在此基础上,本文对H-GAMIL进行了并行效率测试,结果显示,模式水平分辨率为1°(纬度)×1°(经度)时,可使用上千处理器核,并行效率达40%以上且负载平衡达70%。测试结果表明了H-GAMIL具有较好的并行效率和可扩展性;同时对H-GAMIL模拟性能进行对比分析,其结果表明H-GAMIL保持了原模式的守恒性,并且具有与原模式相当的模拟性能,能够满足气候研究的计算需求,达到实用程度。     

本溪市气象学会开展学术活动

介绍了通过数据库应用编程接口进行数据库应用软件开发和气象电报要素库快速检索的实现方法 ,并简述了应用编程接口、处理流程及编译方法     

气象要素数据库终端检索的实现方法

介绍了通过数据库应用编程接口进行数据库应用软件开发和气象电报要素库快速检索的实现方法 ,并简述了应用编程接口、处理流程及编译方法     

本溪市气象学会开展学术活动

介绍了通过数据库应用编程接口进行数据库应用软件开发和气象电报要素库快速检索的实现方法，并简述了应用编程接口、处理流程及编译方法。     

内蒙古气象综合信息系统REST风格编程接口设计

内蒙古自治区气象综合信息系统是全区气象业务和服务产品重要的共享平台,是连接业务上下游的重要环节。文章将探讨设计基于REST风格的编程接口,从而实现上下游业务系统对信息的实时调用,重点讨论了系统中资源的抽象、URI模式以及异常处理的设计。     

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。     

浅水波模式半拉格朗日方法的并行研究

该文研究的问题是分布式并行计算机消息传递方式下半拉格朗日并行算法, 重点研究二维浅水波并行模式中有关子区域过渡带(HALO)的问题和有关求解赫姆霍兹方程的并行算法。进行了一系列的对比试验, 研究在不同分辨率下模式的并行效率的问题。结果表明:采用分区域并行计算的方法, 可得到较好的并行效率。模式中使用半拉格朗日方法处理平流项是有利的, 在分辨率高时, 可有效地提高计算速度。     

Parallel Computing of a Climate Model on the Dawn 1000 by Domain Decomposition Method

ＰａｒａｌｅｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇｏｆａＣｌｉｍａｔｅＭｏｄｅｌｏｎｔｈｅＤａｗｎ１０００ｂｙＤｏｍａｉｎＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄ①ＢｉＸｕｎｑｉａｎｇ（毕训强）ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡ...     

数值预报MAPS模式并行化移植初探

通过武汉区域气象中心数值预报MAPS（Mesoscale Analysis and Process System)模式并行化移植的实例，介绍了如何使用共享内存，消息传递的并行方式进行数值预报模式并行化工作，对不同条件下并行MAPS模式的并行效率进行了比较。结果表明，对数值预报MAPS模式完成程序优化和共享内存方式以及消息传递方式的并行化等工作后，MAPS模式运算时间大为缩短，满足预报业务时效的要求。     

IBM 4381-P03型双CPU计算机实现NWP模型的并行计算

本文介绍数值天气预报（NWP）问题，用IBM4381—P03型计算机的两个CPU，实现气象物理模型x-y方向“分解-联合”的自稳定差分格式的并行计算的初步情况:（1）4381-3型的CPU可按通常理解的分开任务方式实现并行计算；（2）MVS大型操作系统控制VS FORTRAN库中的MTF（Multitasking Facility）实行分开任务-并行处理-等待同步，从而实现NWP模型的并行运算，这在我国气象问题计算中还是第一次，今后卫星数据处理的新方案可用4381-3双CPU并行处理，老方案也可逐步变成并行计算；（3）并行加速达到1.3—1.5，尚未达到IBM公司的1.8加速水平，还有潜力可挖。     

全球气象资料客观分析系统的分布式并行化

对已有的率行算法进行并行化，是一项很困难的工作。通过对全球气象资料客观分析系统率行算法的研究，提出了在MPP高性能计算机上的一种静态分配数据的分布式并行算法。该算法通过间隔选取分析盒子和模式格点纬圈行，将数据分配给不同的处理机实现分布式并行。该并行算法负载平衡好，并行效率高，而且并行化代价较低，具有良好的可扩展性。最后，给出了并行算法的性能测试结果。     

Development of 1km-Scale Operational Model in South China

To support short-range weather forecast, a high-resolution model (1km) is developed and technicallyupgraded in the South China Regional Center, including the improvement of the 3D reference scheme and predictor-corrector method for Semi-Implicit and Semi-Lagrangian (SISL) in model dynamical core, as well as the improvementof physical parameterization. Furthermore, the multi-process parallel I/O and parallel nudging techniques are developedand have facilitated rapid updating in the assimilation prediction system and fast-output post processing process. Theexperimental results show that the improved 3D reference scheme and upgraded physic schemes can effectively improvethe prediction accuracy and stability with a longer integration time step. The batch test shows that the precipitationforecast performance of 1-km model is significantly better than that of 3-km model. The 1-km model is in operation withrapidly updating cycle at 12-minute intervals, which can be applied to short-range forecast and nowcasting application.     

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。