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.     

ARAKAWA格式非线性计算不稳定的例子

非线性计算不稳定是计算气象(包括数值天气预报)中的一个突出问题,也是计算数学、计算物理和计算力学中共同关心的一个重要问题。Phillips第一个给出了这种非线性计算不稳定的例子,引起人们很大的重视和关注。近二十年来,人们为了得到稳定的计算结果,从大量的计算实践中总结出许多有助于克服非线性计算不稳定的有效措施,也构造了许多计算稳定好的差分格式。其中最著名的、影响最大的就是Arakawa     

大气长波辐射计算中的温度订正和CO2浓度效应

本文对长波辐射平均面透射率的计算方法和温度效应作了一系列试验。试验表明,在计算中可以采用制表和插值节省计算时间,并保证计算精度。温度效应较明显,在计算大气长波辐射变温率时,应予以考虑。最后还对CO_2浓度变化所引起的变温效应进行了计算,得出了一些有意义的结果。     

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.     

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。     

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。     

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.     

多精度计算和区间分析方法在科学计算中的应用

介绍了多精度计算和区间分析的概念、方法及应用,使用多精度计算研究Lorenz非线性动力系统计算结果对计算精度、步长的敏感依赖关系和不确定现象,研究Lorenz系统中长时间数值解的计算方法和基于多精度计算的最优步长、最大有效计算时间搜索方法,讨论了区间分析方法在计算机辅助证明Lorenz混沌吸引子存在性问题中的应用。     

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。     

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。     

太阳总辐射计算方法对比分析

利用全国27个气象站1971-2000年太阳辐射观测资料,按照经验公式法、多因子综合法和Prescoff公式法等三种计算方法对太阳总辐射进行了计算,并与实际太阳总辐射观测资料进行了对比分析.结果表明:经验公式法计算误差较小,但系数不易计算;多因子综合法易于计算,但误差相对较大;Prescoff公式法计算结果误差很大,不适用于太阳总辐射的计算.     

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、     

一个风暴潮数值模式及其开边界问题

在文献[1]的基础上,本文设计了一个风暴潮数值模式,并讨论了在近岸海洋动力学计算中具有普遍意义的开边界问题.所用的计算格式在有开边界和不规则海岸边界的情形下,仍能较好地保持原海流问题的质量和能量变化关系,因而具有较好的计算稳定性和计算精度.本文计算了“7203”号和“8509”号台风暴潮,并与实况相比较,所得计算结果图象清晰地再现了渤海这两次台风增水过程的基本特征.     

气象出版社新书

《PC-1500袖珍电子计算机数值计算程序集》 小松秀昭、内田昭宏著,张奎林译,全书22.5万字。本书给出了31个常用数值计算程序,在概述部分,较详细地介绍了各个程序的数值计算方法;在用法部分,较具体地叙述了数值计算子程序的过程,并将送至子程序的变量及计算结果所代入的变量集中列出。     

雷击灾害风险评估中等效截收面积计算方法研究

建筑物等效截收面积的计算直接影响到对该建筑物年预计雷击次数的计算,进而影响到对该建筑物雷击风险评估的准确性。《建筑物防雷设计规范》给出的建筑物等效截收面积的计算方法,适用于高点延伸范围大于低点延伸范围的建筑物等效截收面积的计算,用于计算低点延伸范围大于高点延伸范围的建筑物等效截收面积却不尽合理。鉴于此,提出了优化的计算方法：由建筑物高点和低点计算的等效面积之和,减去滚球法计算出的保护范围面积,得到修正后的等效面积,该方法考虑了中高层建筑的引雷作用,计算结果更接近实际。     

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。     

几种计算湍流能量和通量方法的比较

本文利用超声脉动风速仪和白金丝脉动温度仪,分别测量了三维风速u、v、w和温度T的瞬时脉动值.根据这些风、温高频测量值,用几种不同的计算方法计算了湍流能量和动量、热量通量.计算结果表明,由于大气中湍涡尺度很宽,对于不同尺度的湍流量,选用合理的计算方法,能够得到正确的计算结果,并节省计算时间.     

高性能计算系统性能评测方法及其应用

为满足国家级气象数值模式业务系统对高性能计算资源不断增长的需求,提供规模更大、性能更优的高性能计算支撑平台,在高性能计算系统引进工作中开展了基于气象数值模式应用的高性能计算系统性能评测技术研究。该文将行业标准与实际业务应用相结合,设计了高性能计算系统性能评测方案,建立了中国气象局气象行业高性能计算系统性能评测模型。共选取10个测试程序,分别对单节点性能、网络性能和加速比等8个指标进行了测试和量化评分,并对主要测试结果中具有代表性的气象要素场进行了物理意义合理性检查。评测结果表明:评测方案设计合理,评测模型研究取得较好效果,保障了高性能计算系统引进工作顺利完成。     

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.