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中国气象报 │ 大湾区预警中心联动深圳超算 1分钟纾解资料同化“卡脖子”困局

2021-08-09


这下麻溜了许多!”一声感叹在粤港澳大湾区气象监测预警预报中心(以下简称“大湾区预警中心”)响起,紧接着是此起彼伏的欢呼声。

电脑屏幕上快速滚动的数据,与2020522日珠三角地区特大暴雨过程的模拟结果相一致,这意味着此次优化成功了!经历了近一年的时间,大湾区预警中心与国家超级计算深圳中心(简称“深圳超算”)研发人员多次来回推导重算,今年6月,区域数值模式同化算法终于得到了超乎预期的优化结果——同化时间大幅缩短,原来需要1小时完成的资料同化过程,现在仅需1分钟即可完成。大湾区预警中心集合预报组科研骨干高彦表示,此次优化区域模式同化模块的主要目的在于提高对大湾区台风登陆后风雨结构精细化预报的准确率。尽管原有的集合同化系统的预报效果不错,但过于缓慢的运算速度,给业务化目标造成很大障碍。

“精准的台风风雨预报,对于防灾减灾具有重要意义。而百米级的台风集合预报系统迫切需要大规模算力的支持。”大湾区预警中心主任万齐林说。因此,与深圳超算的合作势在必行。借助深圳超算在大规模并行计算方面的专长,可以有效提升资料同化模块的运行效率,在框架结构上布局高性能计算能力,为日后建立时空分辨率在分钟/百米级的数值天气预警预报模型奠定了良好的基础。

掌握核心技术,才能赢得话语权。过于依赖欧洲中期天气预报中心(EC)和美国国家环境预报中心(GFS的初始场,是当前我国数值预报领域的“卡脖子”难题之一,因此,自主研发显得尤为迫切。

目前,大湾区预警中心研发的数值模式在流程上完全国产化,具有完全可控的自主知识产权:在现有的区域模式基础上,结合大湾区稠密多源观测资料,以及先进的混合同化技术,GRAPES全球模式作为输入的初始场,进行高分辨率的区域预报。

技术的更新与完善,是一个厚积薄发的过程。今年10月,优化后的同化模块将作为大湾区台风风雨结构精准预报关键技术的一部分,并入业务系统中。2022年,完整的混合同化集合预报系统将移植到深圳超算新一代超级计算机上,开展更大规模的预报试验。

此外,双方就融合多源观测资料、结合百米级台风风雨预报产品、开发机器学习模型、建立台风风雨精细化网格预报系统等方面进一步开展合作,满足深圳乃至大湾区城市精细化安全服务需求。

(本文原载于89日中国气象报)

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