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。     

国家气象网络计算资源管理和共享方案的应用

为了改善成都区域气象中心高性能计算资源管理技术手段落后和区域中心内其他地区高性能计算资源不足的问题,将国家气象网络计算资源管理和共享方案成功应用到成都分节点SGI高性能计算机系统上,该文详细阐述了该方案的技术实现过程和典型应用实例.该方案的引入和技术实现,大大提高了成都区域气象中心高性能计算资源的使用率,对于区域内资源共享效益和气象数值预报分辨率、计算速度及时效的提高起到了举足轻重的作用.     

气象计算网格平台资源监视模块的设计与实现

气象计算网格聚合的计算资源具有地理分布、系统异构、运行状况与使用负载各不相同等特点。气象计算网格平台软件系统的资源监视模块, 涉及了远程气象网格节点、资源状态信息获取、web展示等3个层次。资源状态信息获取层可分为轮询、收集、整理等功能, web展示通过资源地理视图和资源列表栏目实现。基于ARCON客户工具箱技术开发实现了资源信息轮询和收集功能。现已实现对国家级网格节点及北京、成都、广州、沈阳4个区域级中心网格节点和安徽省级网格节点的10个高性能计算机系统的集中监视。     

WindSim软件在复杂地形风电场风能资源评估中的应用

复杂地形的风能资源评估研究对于风电事业的发展具有极为重要的意义。作者利用基于计算流体力学(CFD)方法的风能资源评估系统软件WindSim对我国复杂地形新疆托克逊县境内某风电场2007年的风资源情况进行了模拟,并将模拟结果与测风塔观测结果进行对比分析。模拟结果表明,WindSim软件对我国复杂地形地区平均风速的模拟能力比较好,10m、40 m、50 m、70 m高度的月平均风速的平均相对误差分别是12.91%、10.21%、9.68%、12.91%。同时,WindSim软件不仅可以较为准确地模拟出该区域2007年的主导风向,而且对该年的有效风速频率的模拟效果也很好。此风电场风能资源模拟试验说明,该地区具有十分丰富的可供开发利用的风能资源,进一步说明WindSim软件对我国复杂地形地区的风能资源评估工作具有很好的参考和应用价值。     

西南区域气象中心IBM 高性能计算机管理及应用

为了满足西南区域气象中心数值模式对高性能计算资源的需求,四川省气象局建设了IBM Flex P460高性能计算机系统,该系统为西南区域气象中心数值预报系统的业务运行和研发提供了稳定可靠的高性能计算和存储资源,同时带动区域中心其他省份的计算能力和资料共享质的飞跃。本文首先介绍了系统架构和管理方法,然后将系统扩容过程进行了详细分析,最后介绍了业务模式应用情况。      

大气环境资源管理:一个基本框架

大气环境资源管理的核心任务是根据经济发展状况制定合适的大气污染控制目标,最大限度地利用大气环境的自然特征,实现对大气环境资源的时空优化配置,减少大气污染防治成本。平衡排放法是大气环境资源管理的基本方法,针对大气环境的初始状态建立模型,将大气环境的自然特征和污染物排放看作是两个独立的变量,通过对大气自然净化能力的精细统计,估算污染物平衡排放强度,将大气污染控制目标转换为污染物排放控制目标,为大气污染防治的分级管理提供数据支撑。     

作业调度软件LoadLeveler在气象模式中的应用

西北区域气象中心高性能计算集群使用LoadLeveler调度管理作业,为实现资源利用率和吞吐量的最大化,本文探讨了作业调度管理的作用和方法。通过配置文件关键字定义队列、设置调度算法和调度器调节参数,将作业的处理需求与可用资源进行匹配,依据实际需求定义集群和各种资源的可用性规则,防止作业之间的相互干扰。结合LoadLeveler作业抢占功能,保障区域数值预报业务模式优先稳定运行。利用Perl语言编写脚本对高性能计算机集群进行资源记账,使管理员充分掌握各类应用模式的资源使用情况,合理调整系统资源分配调度策略,充分发挥了西北区域气象中心高性能计算机集群的效益。     

潍坊市太阳能资源利用价值分析

通过对潍坊市太阳能资源进行分析,利用统计、计算相结合的方法,分析了潍坊市太阳能资源的季节、区域特征,提出潍坊市太阳能资源合理利用建议,为潍坊市可再生能源应用发展专项规划提供依据。     

风电场资源测量系统

介绍了一种新型风电场风能资源测量系统。该系统采用模块化设计,利用现场总线结构的数据采集模块和无线通信技术,实现远程梯度测风,测量风电场风能资源评估所需的气象要素,生成符合国家标准的数据报告。通过1年的试用并对系统采集数据进行分析,证明该系统能有效地测量风能资源,具有提高气象部门拓展气象服务领域的能力。     

多作业管理方式在风能资源数值模拟中的应用

通过对MM5和CALMET风能资源数值模拟耦合模式的计算流程分析,基于并行运算思想,设计了MM5和CALMET耦合模式模拟运算的多作业管理方式。在浙江省风能资源高分辨率数值模拟试验中,完成浙江区域1个月时间段的风能资源参数模拟运算,MM5和CALMET耦合模式在实施多作业管理方式前后,CALMET模式的运算时间由原来的1501.2 min缩短为149.5 min,运算时效提高了9倍;整个耦合模式的运算时间由原来的1709.9 min缩短为358.2 min,运算时效提高了4倍。数值模拟试验证实了多作业管理方式可在现有计算资源的基础上,大幅提高数值模式的运算时效,且随着数值模式模拟时间段的加长和模拟区域范围的扩大,多作业管理方式对数值模式运算功效的增强越加明显。     

国家气象计算网格的设计与建立

气象部门内高性能计算资源与支持能力具有地域分布不均匀的特点,地方部门与国家级单位相比,在资源丰富程度和开发应用水平上都存在较大差距。针对气象部门国家级、地方单位的资源整合、共享和管理的需求,该文提出了一个国家气象计算网格的设计方案。设计方案采用国家级、区域、省级三级节点布局,通过跨广域范围的气象宽带网互联,基于整合的资源平台设置了资源管理、应用服务和用户接口等功能层模块。利用UNICORE等关键技术,开发实现了气象计算网格软件模块。建成了一个全国分布的6个网格节点,提供网格中间件和定制业务运行两种资源共享服务方式。业务运行以来,为资源匮乏地区的气象用户共享分发预报服务产品,为当地的减灾防灾工作做出了贡献。     

宁夏气象3S系统

利用多参数条件下的分层量化空间信息处理技术与评估技术，建立了从GPS、RS实时数据采集、校正、反演到GIS多源空间信息综合分析和动态监测的一体化气象3S系统，实现了宁夏气候和农业基础资源信息从传统的定性、单点静态分析到定量和定位的动态精细评估的转变，为农业区划、农业结构调整及生态建设提供了一个全数字、高精度的客观评估和实时监测系统，初步实现了农业资源潜力的均衡利用和可持续发展目标。     

洛阳地区太阳能资源分析与评估

根据1981—2010年郑州辐射站太阳辐射和日照资料、洛阳地区9个气象观测站日照资料,采用气候学计算、线性趋势分析等方法和资源丰富程度、利用价值、稳定程度等指标,对洛阳地区太阳能资源进行了计算、分析和评估。结果表明:洛阳地区多年平均总辐射为4842.4MJ·m-2·a-1,总体呈显著减少趋势,减少速率为每年1.4MJ·m-2。夏季辐射丰富,冬季偏少,夏季总辐射量是冬季的2倍;月平均总辐射5月最多(569.7MJ·m-2),12月最少(241.9MJ·m-2);年总辐射孟津最高,为4922.8MJ·m-2·a-1,宜阳最少,为4681.1MJ·m-2·a-1。多年平均日照时数为2064.7h,总体呈显著减少趋势。春季日照时数多,冬季少,春季日照时数比冬季多33.37%;月平均日照时数5月最多(217.3h),2月最少(138.2h);年日照时数孟津最多(2144.9h),宜阳最少(1909.2h)。洛阳各地属太阳能资源丰富区,利用价值较高,各月日照时数6h的天数为9.8~18.1天,全年为162.7~185.3天;太阳能资源也比较稳定,月最大日照时数12月6h的天数为16.9天,是月最小日照时数7月的1.48倍,12月至次年1月不利于太阳能利用。     

焦作市农业气候资源及变化特点

焦作市的农业气候资源丰富,雨热同季,并有不完全同步的特性,10℃以上活动积温为4653~4960℃.d,降水量为548.8~590.5 mm,主要分布在4-10月,日照时数2107.5~2444.9 h。近40 a热量资源呈增多趋势,20世纪90年代的热量资源明显多于前30 a,水分变化不明显,日照时数呈递减趋势。     

焦作市农业气候资源及变化特点

焦作市的农业气候资源丰富,雨热同季,并有不完全同步的特性,10℃以上活动积温为4653～4960 ℃·d,降水量为548.8～590.5 mm,主要分布在4-10月,日照时数2107.5～2444.9 h.近40 a热量资源呈增多趋势,20世纪90年代的热量资源明显多于前30 a,水分变化不明显,日照时数呈递减趋势.     

1961—2005年河北省降水气候特征及雨水资源的开发利用

河北省的气候条件造成了该地区水资源量的补给不足,雨水是本区水资源的主要来源之一,雨水的多少往往对应着水资源的丰枯变化。根据1961—2005年河北省长系列降水资料,对全区雨水资源进行了时空分布、年内变化分析和多年变化分析。结果表明:河北省降水量呈逐年减少的趋势,且平原降水减少速率要远远高于山地。通过雨水资源量的分析得出在一定程度上降水的缺乏形成了河北省水资源的补给量不足,加剧了水资源紧张的状况。河北省传统水资源开发利用己达到极限,为了缓解水资源的供求矛盾,提出大力开发利用雨水资源是缓解本区水资源供求矛盾的有效途径。     

华北干旱和半干旱地区的水环境现状和水资源应用问题

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华北地区水资源各分量的时空变化特征

地面实际蒸散发量及降水（Ｐ）是估算水资源各分量的两个重要物理量。本文利用１９５１￣１９９５年各年、月华北地区共２６个气象站的月降水（Ｐ）和月气温（Ｔ）观测资料,依据高浩一郎的陆央实际蒸散发经验公式,计算了华北地区地面蒸发（Ｅ）Ｔ 可利用的降水,即降水减蒸发（Ｐ－Ｅ）等水资源有关的主要物理量,从大气可提供的水部分初步分析了华北地区水的时间和区域变化特征。文中还用其它方法对地面实际蒸发量的估算结果,讨     

干旱气候对青海地表水资源影响的研究

通过分析近38年青海省主要河流径流量及其流域降水、气温的变化趋势,研究了干旱气候对青海地表水资源的影响。结果表明,内陆河多为高山冰雪融水和雨水混合补给型河流,外流河多为以雨水补给为主的河流;青海地表水资源呈减少趋势,其减少趋势进入90年代后尤为明显;气温和降水是影响青海地表水资源的主要气候因子,其中气温升高加剧了流域蒸发量的增大和干旱影响,减少了地表径流量;而90年代以来降水量的减少特别是汛期降水量的减少直接影响到径流量的减少。