国产算力“看风云” 1小时算明白全球10天天气


本文转自：人民网-河南频道









发布会现场。人民网记者 程明辉摄




人民网郑州9月15日电 （记者程明辉）全球未来10天的大气变化，要多久算得完？中国科研团队给出的新答案：不到1小时。




9月15日，曙光8000气象领域重大应用成果发布会在郑州国家超算互联网核心节点举行。中国气象局地球系统数值预报中心与中科曙光联合宣布，依托曙光8000，MCV模式（原创高精度可扩展多矩大气模式）实现1小时内完成全球5公里分辨率、未来10天的预报计算，达到国际主流业务时效标准，并通过批量预报质量检验。




天气预报需要结合观测资料，通过计算推演风、温度、水汽等要素如何变化。把全球天气“算得更细”，难在哪儿？所谓5公里分辨率，好比用间距约5公里的网格覆盖全球大气，逐格推演风、温度、水汽的变化。网格越细，就越能看清台风、暴雨这类小尺度天气过程。




据介绍，我国上一代业务模式全球分辨率约12.5公里，如今迈向5公里，对算力、通信、存储的要求完全不同。单靠增加处理器，未必能按比例提速。




“近年来，极端天气频发，精细化预报需求不断提升，数值预报必须在更高分辨率、更短时效、更强稳定性之间寻求新平衡。”中科曙光高端计算总工程师卜景德介绍，从全球10公里迈向1至5公里不是简单的加密网格，而是对算力规模、软硬件协同与超智融合的系统性考验，“在算力需求方面，计算精度提高一倍，计算量增加8倍。”




这正是曙光8000的用武之地，它把高精度科学计算与智能计算统一在同一套系统中。围绕MCV模式，气象科研人员与计算工程团队联合攻关，通过优化设备内存管理、改进通信算法、打通数据读写路径，实现了计算资源利用率提升10%、通信模块加速3.7倍、存储读写效率提升约30倍。




这一成果的意义，放在国际坐标系中看得更清楚。中国气象局地球系统数值预报中心高级工程师蒋沁谷介绍，全球公里级数值预报是国际气象科技竞争的前沿，欧洲ECMWF、美国 NOAA 等机构的高分辨率模式已陆续进入业务运行。此次自主模式与国产超大规模异构算力协同突破，让我国进入了下一代高分辨率气象模式竞争的第一梯队。




据了解，这也与《全国气象发展“十五五”规划》目标相呼应 。规划提出，全球模式分辨率达到5公里、可用预报时效延长至9天，如今国产自主算力设施已能有效承接这一国家级任务，气象科研人员与计算工程团队还进一步完成了全球3公里分辨率模拟试验，为下一代模式演进积累经验。




更精细、更及时的预报，不仅是自主算力支撑世界级科研任务的一次有力证明，更直接关系着汛期防范、农田生产、航班调度和能源供应。蒋沁谷表示，此次突破为向公里级乃至百米级持续推进奠定了基础，“中国气象局下一代全球公里MCV模式，将与曙光平台继续深度合作，实现公里级业务化目标，全面支撑国家防灾减灾气象业务体系。”