基于中国神威超算构建包含气溶胶反馈的全球3 km非静力平衡大气模拟系统(iAMAS)（英文）

作者：顾俊; 冯家望; 郝晓宇; 方涛; 赵纯^*; 安虹^*; 陈俊仕; 许明月; 李建; 韩文廷; 杨超; 李芳; 陈德训

来源：Science Bulletin, 2022, 67(11): 1170-1181.

• Non-hydrostatic global model
• Domestic supercomputer
• Convection-permitting resolution
• Online integrated aerosol
• Heterogeneous many-core architecture

大气数值模拟是研究前沿大气科学问题的重要途径,也是预测极端天气、气候变化、空气质量的关键手段.大气系统包括不同时空尺度过程以及它们之间的相互作用,例如大气物理过程和气溶胶过程间的相互作用.在大气动力和物理的基础上发展气溶胶过程及其反馈作用,进而开展大气全耦合数值模拟,可以显著提升大气数值模拟能力.基于国产神威超算平台,本研究发展了全球高分辨率大气模拟中的气溶胶过程,修改了I/O策略并优化了计算方法,最终提升了大气全耦合数值计算效率,实现了全球3 km大气物理-气溶胶高效数值模拟,在I/O速度和计算效率、可扩展性、时效性等多个方面填补了国内外空白.数值模拟实验扩展到600000进程,并行效率仍保持在76.2%,在常规模拟I/O情景下实现了每小时运算0.82天的模拟速度.模拟结果展现了高分辨率和耦合气溶胶效应对数值天气预报的重要性，并初步揭示了大气多尺度过程间相互作用机制及其对大气污染、天气、气候变化数值模拟的影响.

• 单位
  清华大学; 中国科学院; 中国科学技术大学; 北京大学