WRF模式系统在PC机上的安装及运行

介绍了WRF模式的概况以及在PC机上运行该模式需要的硬件和软件环境,介绍了PGI编译器、netCDF库以及图形处理软件包的获得和安装方法;着重介绍了WRF模式在PC机上的安装和运行要点。     

用微机多核CPU并行方式运转WRF模式

该文分析了WRF模式模拟时提高分辨率对计算能力的需求是量级式增长;介绍了集群的基本原理和组成部件;并从实例出发,介绍了用微机多核CPU组建单机集群方案和WRF模式的并行编译方式。分析了地市级气象台站建立区域中尺度数值预报系统应考虑的几个因素。用6种区域方案进行了并行试验,试验相关数据表明：WRF模式在多核CPU构建的Linux单机集群中并行效率高,运算的CPU越多速度越快。用多核CPU单机集群并行方式运转WRF模式具有成本低、简单稳定、运算速度快的特点。     

应用Open MP在Linux下实现MM5多线程运行

介绍了如何在Linux操作系统下，应用OpenMP编译选项实现MM5的多线程（并行）运行，笔记从用户使用OpenMP时可能出现的问题，到寻求解决问题的思路，到问题的最后解决，进行了说明，同时，介绍了使用OpenMP的优点。     

气候模式并行计算

气候模式并行计算是国内外最近重视开展的在大规模并行计算机上应用的并行软件的开发工作。“气候动力学和气候预测理论的研究”国家攀登项目近年来先后在国产曙光１０００和曙光１０００Ａ并行计算机上开展了气候模式并行计算工作。所用的气候模式是气候动力学项目“八五”阶段设计发展的９层全球格点大气环流模式和从１９９７年起着手研制的１８层全球格点大气环流模式。这是我国首次进行的气候数值模式并行计算工作,阶段性工作取得了合理的并行效率。研究表明以大气环流模式为代表的气候模式是最适合并行计算机实际应用的科研任务之一,国产并行计算机有能力在该领域实际应用中发挥作用。     

泽库预选风电场风能资源特征及评估分析

在环境污染日益加重,能源短缺的现今,研究和开发风能资源是十分必要的。通过泽库预选风电场测风塔2007年全年完整资料,利用Visual Basic编译工具进行数据处理,根据风能评估相关参数的计算,得出了风能资源分布特征,为今后建立泽库风电场和安装风机工作提供了参考依据。     

地（市）级9210应用软件的安装与维护

9210工程的MICAPS系统自投入预报业务使用以来,以其获取资料丰富全面、预报平台美观、方便,赢得了预报员的青睐。为确保预报平台按时、完整地获取资料,正确和良好地安装与维护9210应用软件这项工作,就显得尤为重要。IQ10应用软件的安装（软件版本为10）9210应用软件安装在节点机上,其包括分组广播软件、数据收发子系统、数据库应用子系统3部分的安装。1．且分组广播软件、数据收发子系统的安装此部分安装相对简单些。在其安装过程中,系统自动建立intos组及mlos、getdown。sendup、comein4个用户,它们都属于intos组。其中intos为9…     

华云神箭高性能集群计算机系统

陕西省气象局引进的华云神箭高性能集群计算机系统于2003年6月在省气象台正式投入业务运行，其数值预报产品从2003年10月起在全省的精细化预报中发挥着重要作用。1系统介绍 1．1系统结构及业务信息流程 1．1．1系统结构华云神箭高性能集群计算机系统由HYSJ-100高性能计算机、业务处理服务器、NAS服务器、安全网卡、百兆交换机、千兆交换机、UPS电源等组成。HYSJ-100高性能计算机简称并行计算机，系统并行计算机有9个节点，其中8个节点用于计算，1个节点用于服务和计算节点备用并通过双网络将它们连接起来。业务处理服务器，安装有业务化管理软件(华云神箭高性能数值天气预报业务系统)和结果分析软件(华云神箭用户分析应用软件)。     

CALMET的OpenMP并行化

基于处理器制造工艺的提升接近极限,传统的单纯靠提高主频来提升性能已不适合时代需求,促使处理器从单核向多核转化。经过近年发展,多核处理器在当前成为主流配置,而气象程序大部分还是串行的,极大地浪费了处理器的计算资源。MPI和OpenMP作为两种主要的并行环境,具有各自的优势。MPI适用于分布式内存计算机,但是需要对程序进行的修改较多,难度大。OpenMP使用共享内存方式,对程序修改较少。相对来说,OpenMP更适合于多核处理器的并行计算。通过对CALMET进行OpenMP并行化加快CALMET运行速度的尝试,介绍了对串行程序进行OpenMP并行化的一般方法。主要步骤包括：对串行程序进行性能分析,找出计算时间最长的程序段进行并行改写;对循环进行OpenMP并行化,修改中间变量为单个线程私有;编译运行并行程序,进行性能比较;比较并行与串行的运行输出结果是否一致。     

从硬盘安装地面测报软件《AHDM4.1》

地面测报软件《AHDM4.1》已在我省推广使用一年多。该软件在使用前,必须先安装到硬盘上。系统共3张高密软盘,安装时系统要求必须从软驱进行安装。然而从软盘安装有两个缺点：1、速度慢;2、软盘易损坏,当长久保存时易造成软件无法安装,或安装不全。使用DOS的设置虚拟驱动器命令SUBST,即可实现从硬盘安装《AHDM4.1》软件。此法与从软驱安装相比,不仅速度快,而且安全可靠,还可作为该软件系统的备份。具体实现方法如下：（1）在硬盘上建立一个目录。如在D盘建立一个目录AHBAK。　　（2）将三张系统盘上的内容,全部拷贝至上一…     

文件传输软件WS-FTP使用方法及技巧

全省微机网络升级后， Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ＮＴＳｅｒｖｅｒ已在全省正式运行，各级台站基本实现网络资源共享，文件资料传输统一使用ＦＴＰ软件，ＦＴＰ软件以快速的网络登陆和文件发送和下载、使用方便而得到工作人员的认可。本文以ＷＳ－ＦＴＰ软件为例，对怎样配置和使用ＦＴＰ软件进行文件传输以及使用过程中的技巧略加解析，以供参考。１ＷＳＦＴＰ软件安装 ＷＳＦＴＰ软件的安装同大多数软件一样，为简便提示安装，用户只需运行Ｉｎ－ｓｔａｌｌ．ｅｘｅ（或Ｓｅｔｕｐ．ｅｘｅ）安装程序，按要求选择程序安装目录（Ｄｉｒｅｃｔｏ…     

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。     

GRAPES全球格点模式的并行计算负载平衡策略

随着高性能计算机技术的发展和应用,并行计算已成为保证数值天气预报模式业务运行时效的关键技术之一.目前高性能计算机计算能力已达到每秒千万亿次浮点计算.系统中处理器数量也早已达十万甚至更多,如此巨大的计算资源对应用软件系统的设计也提出了挑战.数值天气预报软件系统要充分利用高性能计算机提供的计算资源,必须依靠并行计算方法,这包括适合计算问题的可扩展并行算法的设计、合适的数据分配方案以及良好的任务负载平衡方案.作为中国新一代数值天气预报格点模式,GRAPES(Global and Regional Assimilation and PrEdiction System)设计的最终目标是一个科研/业务通用,区域/全球通用模式.作为一个格点模式,GRAPES的并行计算具有与欧洲中期数值顶报研究中心谱模式并行计算不同的特点,GRAPES的并行计算采用了经典的水平网格数据划分.但对于全球的GRAPES模式,由于采用拉格朗日差分方案,模式极地及附近区域格点与格点之间距离的减小.使得模式并行计算在采用简单的经纬网格划分方式实现时,必须考虑极地区域并行计算跨越多个处理器时导致的频繁通讯解决途径.本研究提出了利用消息传递组通讯实现全球格点模式并行计算的一种方法,其核心思想是将极点附近一定区域内的处理器按纬向划归不同的处理器组.文中还给出了该实现方法的任务分配算法,提出了改进的任务分配负载平衡方案.在中国气象局高性能计算机IBM-cluster1600上的测试表明,算法具有较好的可扩展性,其负载平衡方案改善了计算的绝对墙钟时间,使并行计算效率提高10%以上.模式的准业务运行结果表明计算墙钟时间基本可以满足数值预报业务的实时性要求.     

一个精细粒度实时计算资源管理系统

由于相应业务系统软件的缺乏,国家级气象高性能计算机的资源管理措施落后于能力建设的发展。对此,该文提出了一个精细粒度实时计算资源管理系统。系统设计紧密围绕着目前竞争最为激烈的计算资源,采用资源虚拟单元GCU作为资源使用的计量单位,屏蔽了不同高性能计算机系统的体系结构差异,实现了计算资源细粒度的统一量化统计。系统可分为用户接口层、资源管理层、HPC系统层等3个层次,根据与网格平台软件不同结合方式以两种方式运行。在国家气象信息中心完成了系统的研发、部署和试验运行,根据试验运行的部分数据进行了用户单位和用户个人的计算资源使用的统计分析。目前,计算资源管理系统成果已成功应用到国家级气象高性能计算机计算资源的业务管理工作中。     

Lustre并行文件系统的发展及在气象领域的应用前景

Lustre是一个在Linux集群环境中广为应用的并行文件系统。该文介绍Lustre相关技术, 并针对气象应用的特点和国家气象信息中心的现状和发展, 设计了一个基于Lustre的多集群全局文件系统整合模型。分析表明:这一模型可以为气象应用提供高效、灵活和统一的在线存储资源, 同时能够较好地满足总体计算环境对“业务连续性”的需求。     

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。     

一种安全可靠的分布式气象数据库系统设计

该文论述了在分布式数据库基础上建立安全、可靠气象资料数据库系统的一般方法。在数据库安全设计中首次提出了安全组件概念及模型, 并将其应用到具体的数据库管理模块中, 较好地解决了数据库系统存在的安全性问题。在数据库应用软件设计中, 采用COM技术和B/S结构, 开发了一套气象数据Web综合查询显示系统, 解决了气象数据Web动态实时发布和查询显示问题。     

基于虚拟仪器技术的自动气象站数据采集与处理系统

在XYZ06型地面遥测气象仪的基础上,基于虚拟仪器技术研制了一套气象要素自动采集与处理系统,替代了该气象仪的数据采集器和数据预处理器的功能,可进行温度、湿度的采集、处理、显示、保存和发送.插入该气象仪终端计算机的数据采集卡ACL-8216能与气象仪的观测业务软件通讯,通讯命令字及其意义可实时显示于屏幕上.该虚拟气象数据采集器可方便地应用于自动气象站的教学实践,并可大大降低实验的设备费用.     

构建PC-Cluster系统实现精细数值模式业务运行

介绍了应用微机等设备构建PC-Cluster硬件系统以及完全应用免费开放软件配置PC-Cluster软件系统的方法,并以MM5并行模式为例,概述了并行模式在PC-Cluster系统的调试、运行技术。通过试验分析了PC-Cluster系统的性能后认为,PC-Cluster是一般用户高性能运算很好的解决方案,对提高我国数值预报业务和科研水平有重要意义。     

人工增雨可播区域自动选择方法研究

综合利用雷达、卫星、数值模式产品和探空等各种不同类型、不同分辨率的资料,使用计算机软件技术自动选择人工增雨可播区域.该方法把整个区域分解为若干小块,形成小块矩阵.通过处理不同分辨率资料,使之与一定小块之间建立相关,利用这些资料综合判断小块可播性.然后把小块矩阵看作一个稀疏矩阵,采用正交链表存储方式,使用相邻搜索算法,自动找出所有可播区域.文中描述了该方法的实现算法以及采用的相应数据结构和存储结构,并简单地分析了一个应用个例.     

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。