从云计算到雾计算的范式转变

虽然云计算的应用越来越广泛,但也具有不能支持高移动性、不支持地理位置信息及高时延等亟待解决的问题.为此,雾计算已经出现,并将云计算扩展到网络的边缘,以减少延迟和网络拥塞.首先介绍了雾计算的概念、特点和结构,然后讨论了具有代表性的应用场景以及雾计算的安全问题.另外,还对雾计算相似的原位计算和连续计算进行了介绍.最后,给出了云计算与雾计算的区别与联系,并分析了雾计算未来的发展方向.雾计算扩大了以云计算为特征的网络计算范式,将网络计算从网络的中心扩展到网络的边缘,从而可以更加广泛地运用于更多的应用形态和服务类型.     

海陆风环流的计算方法

给出海陆风环流的计算方法,得到了计算方程,该方程为一个复偏微分方程,可用松弛迭代法数值求解。利用该方程,对珠江口及香港地区的海陆风环流作了高分辨率的计算,结果表明用该方法计算得到的海陆风环流是可信的,其与实际观测及Mass模式的计算结果十分吻合。     

闭合气压系统中心位置指数的计算方案

王盘兴等在＂闭合气压系统环流指数的定义及计算＂一文中定义了闭合气压系统的面积指数S、强度指数P和中心位置指数（λc,φc）,并给出了它们的计算方案。但其中（λc,φc）的计算方案对低纬系统的计算存在明显误差,误差原因是原方案中的极点球面坐标系不适合低纬系统的计算。本文建立了一套原点位于搜索区Ω中心的新球面坐标系,通过坐标转换实现了低纬闭合气压系统中心位置指数（λc,φc）的准确计算。对7月南亚高压和1月蒙古高压中心位置指数（λc,φc）的实际计算表明,它既消除了低纬系统（南亚高压）（λc,φc）原计算方案的明显误差,又保持了与高纬系统（蒙古高压）（λc,φc）原计算方案计算结果的一致。因此,本文给出了适于计算任意纬度闭合气压系统中心位置指数（λc,φc）的计算方案。     

湖南省气象局远程高性能计算环境的设计与实现

湖南省气象局依托国家超级计算长沙中心,建立了我省第一个远程高性能计算终端用户.针对远程环境的搭建,首先分析了湖南省气象局在高性能计算方面的需求,然后从省级气象部门业务计算需求出发,重点阐述了以高性能计算机集群"天河一号"为计算资源的远程计算环境的系统架构以及主要技术路线与方法.考虑到远程高性能强大的计算能力和省级气象部门作业提交的复杂需求,又进一步设计了湖南省远程高性能任务调度的系统流程以及保障远程计算环境高速稳定的多层面方案.最后也给出了高分辨率中小尺度WRF模式在该环境下运行的实际情况,计算速度改善非常明显.     

一种计算区域内气象要素平均值的方法

采用面积分的原理,提出了一种计算区域内气象要素平均值的新方法,通过对湖南全省温度、降水的平均值计算分析,对计算误差进行了检验。结果表明,采用该计算方法可以减少因气象台站分布不均匀对平均值的影响,计算得到的平均值更能反映实际情况。     

面雨量计算方法的比较分析

本文介绍了计算面雨量的等值线法、数值法、算术平均法.以三种方法计算了1998年8月逐日面雨量,并进行了统计分析,通过分析得出如下几点看法:1.气象上计算面雨量使用算术平均法优于三角形法.2.算术平均法计算面雨量的误差与站点密度密切相关,站点密度越大,计算误差越小.3.算术平均法、三角形法计算的面雨量一般是比等值线法计算的偏高.     

流域面雨量的计算方法

经对面雨量的几种计算方法对比分析,确定了以等雨量线法为计算流域面雨量的方法,同时对于计算方法进行了部分优化,并应用于业务中.     

不同地表通量计算方案的比较与改进

利用2006年南京地区边界层外场观测资料对摩擦速度(u*)和摩擦温度(θ*)的几种计算方案进行了比较.u*计算方案的比较结果表明:在不稳定条件下,Pleim方案计算结果同实测值相比,二者在量值及变化趋势上都有较好的一致性;而在稳定条件下,计算结果较差,为此本文给出了一个新的计算方案,结果表明,改进方案有效的提高了u*计算精度,平均相对误差由56%降低到21%.θ*计算方案的比较结果表明:基于动力粗糙度和热力粗糙度相等的Lee方案计算误差较大,而引入阻尼项的Wesely方案计算结果较前者有明显改进.     

基于MapReduce计算模型的气象资料处理调优试验

云计算技术使用分布式的计算技术实现了并行计算的计算能力和计算效率,解决了单机服务器计算能力低的问题。基于长序列历史资料所计算得出的气候标准值对于气象领域实时业务、准实时业务及科学研究中均具有重要的意义。由于长序列历史资料数据量大、运算逻辑较复杂,在传统单节点计算平台上进行整编计算耗时非常长。该文基于Hadoop分布式计算框架搭建了集群模式的云计算平台,以长序列历史资料作为源数据,基于MapReduce计算模型实现了部分整编算法,提高计算时效。同时,由于数据源本身具有文件个数多、单个文件小等特点,对数据源存储形式及数据文件大小进行改造,分别利用SequenceFile方式及文本文件合并方式对同一种场景进行计算时效对比测试,分别测试了10个文件合并、100个文件合并两种情况,使时效性得到了更大程度的提升。     

基于UNICORE的分布式气象网格计算平台的构建

目前越来越多的超级计算领域,正采用网格技术来实现多个计算节点协作的分布式计算环境,以提高计算能力。利用国际领先的网格思想和国家气象网络计算应用系统建设的前期研究成果,在沈阳区域气象中心首次实现了基于UNICORE的分布式气象网格计算平台的构建,并通过气象宽带网络将沈阳区域气象中心高性能计算机系统作为区域分节点加入到国家气象网格平台。结果表明：UNICORE提供了统一的接口和简单易用、功能丰富的客户端,利用网格计算平台,用户在Windows个人计算机上通过图形用户界面可以从网格计算平台中获得对计算和数据资源的访问,可以准备和修改作业结构,提交作业,并可以利用作业监视器监视和控制已提交的作业。     

长时效的正压原始方程能量完全守恒(拟)谱模式

遵循误差反演补偿新计算原理,对正压原始方程传统气象全球拟谱模式方案进行了改造,构造了正压原始方程能量完全守恒全球拟增模式新计算方案,解决了正压原始方程的（非线性）计算稳定性问题和能量守恒整体性质保持问题,改进了相应正压原始方程传统气象全球拟谱模式方案的计算效能。新方案的数值试验表明：在计算实践上,新方案在解决能量守恒问题的同时,可解决（非线性）计算稳定性问题,并在一定条件下可解决非线性计算收敛性问题。进一步的比较数值试验还表明：在计算实践上,新方案具有在提高相应传统气象方案的计算精度,减少其计算量的同时,延长其计算时效,解决其中一类特定“气候漂移”问题方面的效用。本工作原理也适用于斜压原始方程情形。     

寒露风灾害评估的空间分析模型研究

在寒露风发生期间,通过建立逐日温度的空间计算模型,应用地理信息系统计算了江西省小网格逐日温度分布情况;再根据寒露风指标,进一步计算了不同地形下的寒露风灾害分布情况,并结合卫星遥感监测的晚稻种植地理分布数据,制作了全省寒露风灾害分布图,计算了各地寒露风受害面积,研究了一种新的基于3S技术的灾害分析评估方法.     

参考作物蒸散量的多种计算方法及其结果的比较

分别用 FAO Penman- Monteith公式 (模型 1 )、FAO Penman 修正式 (模型 2 )和国内Penman修正式 (模型 3)计算了泰安和西峰两地的参考作物蒸散量 ,对 3种方法的计算结果进行了比较 .模型 1得到的参考作物蒸散量大于后 2种模型 ,导致不同模型计算偏差的原因是 3种模型各自选用了不同的辐射项和动力项计算式 ,且计算偏差随季节和地理条件而变 .建议计算区域参考作物蒸散量用模型 1 ,计算单站逐日参考作物蒸散量 3种模型都可用 .     

有效的正压原始方程拟能守恒保真（拟）谱模式

本工作遵循保真计算原理与方法,对正压原始方程气象传统全球（拟）谱模式方案进行改造,构造了正压原始方程拟能完全守恒（拟）谱模式新型保真计算方案,解决了正压原始方程的（非线性）计算稳定性问题和拟能守恒整体性质保持问题,改进了相应正压原始方程气象传统全球（拟）谱模式方案的计算效能。新型保真方案的数值实验表明,计算实践中,新方案在解决拟能守恒问题的同时,可解决（非线性）计算稳定问题,并在一定条件下可解决非线性计算收敛性问题。进一步的比较数值实验还表明,计算实践中,新型保真计算方案在提高相应气象传统方案的计算精度、     

基于Excel的土壤墒情计算系统

根据<农业气象观测规范--土壤水分测定分册>的有关规定,利用Excel强大的函数、公式计算以及统计功能,编制了土壤墒情计算系统,对逢八和逢三测墒的计算过程进行了详细阐述,并根据农业气象土壤测墒工作的需要,在系统中可任意增减观测表,在同工作表中也可以任意插入或删除单元格,其计算结果不会受到任何影响,使土壤墒情观测工作中涉及到的大量计算得到了自动化处理.     

一种在异构系统中实现负载平衡的方法

提出了在异构系统实现负载平衡的区域分解算法和实现负载平衡的计算方法，利用它的负反馈性质解决了异构系统处理机计算速度测量误差造成的负载测量不准问题，并对处理机速度变化，速度测量误差、处理机数量、网格点计算量的分布等因素的影响进行了计算，结果表明本方法具有很强的平衡负载能力和较强的适应性；根据计算结果提出了解决模式网格点计算量不易测量问题的解决方案，并用扩散方程和模拟物理过程进行试验，试验表明这种方法是可行的，平衡负载的效果十分显著。     

面雨量计算方法的比较分析

本文介绍了计算面雨量的等值线法、数值法、算术平均法。以三种方法计算了1998年8月逐日面雨量，并进行了统计分析，通过分析得出如下几点看法：1、气象上计算面雨量使用算术平均法优于三角形法。2、算术平均法计算面雨量的误差与站点密度密切相关，站点密度越大，计算误差越小。3、算术平均法、三角形法计算的面雨量一般是比等值线法计算的偏高。     

一个相对精确计算沙瓦特指数方案的实现

在对流性天气的预报工作中,沙瓦特指数是一个被广泛应用的物理量,准确、快捷计算该指数一直以来都具有重要的实际意义。根据干、湿绝热过程相当位温守恒的原理,运用David Bolton给出的系列公式计算凝结温度、相当位温,利用计算机编程实现了应用探空资料自动、准确计算沙瓦特指数。11个实例的计算表明,与其他5种沙瓦特指数计算方案相比,新方案计算简洁、绝对误差的平均值与最大值均有所减小。其可能的原因是,计算中间过程避免了繁琐的数学推导和多次近似处理,且抬升凝结温度、相当位温等重要物理量计算比较准确。利用2010-2011年湖北省汉口站MICAPS格式探空资料,对比了查表法与新计算的沙瓦特指数对有、无雷暴天气的预示作用。结果表明：如果规定该指数小于零时有雷暴,则计算得出的数据可以较好地减少雷暴漏报。文中还指出了应用该指数时的局限性。     

土壤热交换、地温的估算

本文综合分析了国内外目前对于土壤热交换的多种计算方法，并对各种计算方法的优缺点和应用范围进行了阐述，对早期模式和后期模式作了对比，发现早期模式数学意义清晰，但计算精度有限；后期模式计算烦琐，物理意义清楚，计算较为精确。在台站的应用中可以视具体情况而针对性的选择其中一种模式。     

平面平行大气中偏振辐射传输的数值计算

利用离散纵坐标(DISORT)法的基本原理,开发了平面平行大气中偏振辐射传输的数值计算模型,并利用解析插值原理实现了对任意天顶方向散射斯托克斯参量的求解.为检验计算模型的可靠性,分别针对分子和气溶胶散射大气进行了数值模拟,并与Coulson等1960年、Garcia等1989年的计算结果进行了比较.结果表明,模型计算结...