地球科学 

平台介绍

地球科学是研究地球的各个方面的综合性学科，涵盖了地球的内部结构、地表地貌、大气、海洋、水文、地质、气候、环境等多个领域。地球科学致力于理解地球系统的运行机制，探索地球上的各种自然现象以及它们之间的相互作用

本平台旨在助力大气学、海洋学、地质学等领域的科学研究，借助超级计算机对大气、海洋、地壳等各种活动进行建模和分析，包括地球系统模拟、天气气候模拟、地质地震模拟、宇宙粒子演化等应用。借助本平台，可以更好地认识地球，预测地球环境变化对人类的影响，并为各类政策制定提供计算支持与科学依据。

技术特点

大气

研究模拟尺度从大到小一般分为全球大气循环，气候模拟，天气预报，城市空气污染以及气体泄漏与火灾。在模拟过程中，常采用FEM或FVM配合流体力学知识。部分软件需要定时输入实时数据作为边界条件。目前该分类软件按研究尺度从大到小大致有：CESM，WRF，COSMO，CMAQ，Fds。

海洋

对海洋的模拟尺度分为全球海洋、区域海洋、江河入海口。软件使用方法多为基于流体力学知识的FVM，采用非结构网格法建立网格。对海洋的模拟直接与我国多种经济行业相关，如：江河口疏浚，海港建设，潮汐能开发，海洋水体污染治理，渔业分布，洋流对气候影响，海冰对气候和航线的影响等。 目前该分类软件按研究尺度从大到小有：CESM，NEMO，HYCOM，FVCOM，ROMS，ELCIRC。

地质

研究模拟尺度从大到小粗略分为全球地质演化，区域地质构造，地质灾害，岩石物理。软件使用的方法大致为有限元法（FEM）或有限体积法（FVM）配合地质力学知识。目前该分类软件按研究尺度从大到小有：GPlates，MOVE，COMSOL Multiphysics，GeoStudio，FLAC。

典型案例 1 

深圳市气象局自2013年开始基于深圳超算的曙光6000超级计算机，部署国内首个对流尺度集合预报系统——深圳雷暴尺度集合预报系统。该系统覆盖泛华南地区，包含11个集合预报成员，最高分辨率为4公里，逐3小时运行一次，每天运行共8次，每次预报未来24小时的天气状况；逐小时提供暴雨、大风等集合预报产品供预报人员在业务中应用。为提高我市暴雨、强对流等灾害性天气的预报准确率和能力提供技术支撑。目前雷暴尺度集合预报系统产品不仅用于支撑深圳天气预报业务，也共享给国家气象中心进行使用。

深圳超算中心为深圳市气象局提供了超过10,000核CPU资源专门用于支持气象预报工作的开展，确保了计算效率和优先权，协助气象局陆续推出了区域预报、台风预警路径预报、地质灾害以及积涝预警等创新服务。

图 1 雷暴尺度集合预报系统	图 2 广东地区2017-2019年前汛期24小时降水预报TS评分

典型案例 2 

深圳超算支持自然资源部第一海洋研究所，将高性能计算能力应用于海洋地质、环流、潮汐、环境与生态系统等海洋领域研究，对于发展海洋数值模拟技术，强化全球与区域气候变化研究能力、国家海洋安全环境预报、海洋灾害预警预测、海洋环境保护和“数字海洋”建设具有重要的意义。基于曙光6000超级计算机，完成南海及周边风浪耦合同化精细化数值预报与信息服务系统、海上危险化学品突发事故应急技术研发及示范等多个国家重大专项，建立了多个具有高空间分辨率、高计算负载的海洋大气模式。

图 3 海洋大气模式-全球平均海平面高度	图 4 海洋大气模式-全球海洋表层温度图

分类软件

注：平台支持各类主流地球科学应用软件的运行。