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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。 相似文献
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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。 相似文献
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数值预报模式动力框架发展的若干问题综述 总被引：14，自引：3，他引：11
作者就大气数值模式动力框架发展的几个问题做了回顾和展望.关于模式地形的处理,讨论了"地形追随"(terrain-following)坐标和"台阶地形"(step-mountain)η坐标的优点、问题和对策.关于物理量守恒格式的构造,回顾了从"瞬时"守恒到隐式、显示和半隐式完全(包括时间离散)守恒格式的发展和近况,介绍了加速非线性全隐式问题迭代收敛的途径.还讨论了半拉格朗日守恒格式的构造问题.最后,对目前广泛使用的全球谱模式,讨论了其长处、局限和发展前景,并简单介绍了谱元方法. 相似文献
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在引进欧洲中期天气预报中心 (ECMWF) 的全球谱模式的基础上，通过对原模式的分析改造，首次以分布与共享相结合的方式在国家气象中心IBM/SP高性能计算机上实现了全球谱模式的高效运行。采用调整向量长度、优化程序设计、完善消息传递机制和实现MPI与OpenMP的混合并行编程等方法，减少模式的通信量、计算量和内存的使用量，提高了计算效率。实现了在T213L31分辨率条件下，10天预报可以在3 h之内完成，达到业务对时限的要求。建立了与T213L31全球谱模式相配套的最优插值（OI）并行处理分析系统，解决了由于观测站点在全球不均匀分布所带来的计算负载不均衡问题。在此基础上，实现了T213L31全球资料同化与预报系统并建立了相应的自动作业监控系统。 相似文献
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魏敏罗勇王兰宁董敏李清泉徐影 《应用气象学报》2005,16(3):408-412
气候模式不断发展的同时，对高性能计算机提出了更高的要求，如何提高模式在现有计算机资源上的运行效率问题已越来越重要。文章介绍了利用编译器优化和手工优化技术对海气耦合模式进行优化试验，优化后模式运行效率提高60%，表明将这些优化方法应用到气候模式的改进工作中，可以达到较好的效果。 相似文献
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MM5模式是国际上应用比较广泛的一种中尺度气象模式，因为它采用了非静力平衡动力框架、可选择的多种物理过程以及四维同化(FDDA)等先进技术，在气象科研和业务预报领域取得了广泛的应用。由于技术的原因，MM5模式一直运行在UNIX系统之下，直接在Windows系统下运行的个例还不多。作者尝试将MM5模式由UNIX系统移植到Windows系统并据此建立了微机业务应用系统。详细介绍了模式在移植过程中所要注意的几个问题、微机业务技术系统的结构及预报方案。 相似文献
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利用有限区域数值模式进行气候模拟研究的综合介绍 总被引：1，自引：0，他引：1
利用有限区域数值模式进行气候模拟是近年来发展的一种研究区域气候的新方法。本文综合介绍了用区域模式进行气候模拟的必要性、可靠性及其研究现状和主要进展，并指出区域气候模拟存在的一些问题及在我国发展区域气候模式的迫切性。 相似文献
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本文首先简要介绍了成都区域气象中心业务使用的GRAPES模式的运行现状,然后针对模式在业务运行中出现的问题进行了详细分析,指出了导致模式出现异常状况的原因,以及解决问题的几点建议. 相似文献
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本文首先简要介绍了成都区域气象中心业务使用的GRAPES模式的运行现状,然后针对模式在业务运行中出现的问题进行了详细分析,指出了导致模式出现异常状况的原因,以及解决问题的几点建议。 相似文献
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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。 相似文献
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NOAA卫星图像水体信息神经网络识别方法的探讨 总被引：7，自引：1，他引：7
该文阐述了应用神经网络识别NOAA卫星图像水体信息的基本原理和方法, 并进行了实例分析, 结果表明, 神经网络法比阈值法具有更高的精度和效率. 相似文献
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开展气象数值模式在神威·太湖之光系统的移植与优化,对研究模式与新型计算架构的适应性有重要意义。该文以BCCAGCM模式为研究对象,将其移植到神威·太湖之光全国产异构众核计算系统,进行性能分析,对模式动力框架和物理过程计算结构进行调整,将计算核心段采用OpenACC技术进行众核加速优化,大量代码进行算法重构。结果表明:各核心段计算效率基本达到未优化的3倍左右,最高可达14倍左右,将各核心段集成,形成异构众核集成版本,可正确、稳定运行,计算误差合理。在不同并行规模,采用从核对模式整体计算进行加速效果比较稳定,基本保持在1.9倍,26000核并行规模动力试验并行效率约70%,其他试验约为57%。 相似文献
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The actinometric system installed aboard the Yak-42D "Roshydromet" research aircraft is presented. It is designed to study radiation processes in the troposphere. The system is based on standard Kipp&Zonen actinometric instruments for measuring solar, thermal, and ultraviolet radiation fluxes as well as on specially developed radiation models with high-precision methods for solving radiative transfer equations (Monte Carlo, k-distribution, and line-by-line calculations). The combination of actinometric measurements and detailed simulation of radiative transfer in the atmosphere allows examining the radiation balance components throughout the troposphere using in situ measurements at the aircraft location. Some results of studying radiation fluxes obtained during the flights over the Arctic region of the Russian Federation are presented. The data of measurements carried out using the presented system are useful for validating radiation codes utilized in general atmospheric circulation models and for processing satellite remote sensing data. 相似文献
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The turbulence in a laboratory convective mixed layer is probed more extensively than in the preliminary study of Willis and Deardorff (1974), and results presented. Turbulence intensities, spectra and probability distributions using mixed-layer scaling compare favorably with similarly scaled field measurements not available or plentiful in 1974. However, the velocity spectra in the convection tank exhibit only a short inertial subrange due to the close proximity of the dissipation subrange to the energy-containing range.The turbulence budget suggests that the convergence of the vertical transport of pressure fluctuations is a rather important term.Results on the entrainment rate are also presented, using both mixed-layer scaling and local interfacial scaling. 相似文献
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This paper presents the capabilities and limitations of using state-of-the-art kites for atmospheric research. A brief historical review of the subject is first presented, followed by an outline of the current status of kite-borne measurement technology. The utility of the technique is then illustrated by presenting a series of recent measurements made using kite-borne technology. A summary of the advantages and limitations of kite-based measurements relative to other technologies is provided for reference. 相似文献