海洋預報再添“中國芯” 海洋環流數值模式“媽祖1.0”發布

        光明網 2021-12-29 16:40:14

        光明網訊(記者 張佳興)12月29日,經自然資源部正式批準,由國家海洋環境預報中心自主研發的“質量守恒海洋環流數值模式‘媽祖1.0’”正式發布。“媽祖1.0”填補了我國海洋環流數值預報領域的空白,該模式在氣候變化評估、海洋科學研究、海洋環境安全保障等領域有重大應用價值。

        質量守恒海洋環流數值預報模式“媽祖1.0”版本發布會現場

        “衡量一個國家的海洋預報水平是否達到國際先進行列,我認為一個核心指標是是否擁有系列化的、滾動發展的自主化海洋數值模型。”媽祖模式團隊負責人于福江表示,盡管我國的風暴潮、海冰和海嘯等海洋災害數值預報模式都已實現完全自主化,但海洋環流的業務預報和科學研究一直以來依賴美國、歐盟的數值模式。

        為解決海洋環流、海浪數值預報的“卡脖子”問題。2018年以來,國家海洋環境預報中心組織攻關團隊,全力以赴推進自然資源部海洋預報“芯片”工程研發,成功研制了自主質量守恒海洋環流數值模式,并將該模式命名為“媽祖”,寓意“守護海洋安全,保護海洋環境”。

        2021年6月,經專家評審,自然資源部海洋預警監測司正式批復“媽祖”模式業務化試運行;11月12日,自然資源部在北京主持召開了專家審查會,海洋和大氣領域8名“兩院”院士在內的軍民專家代表一致認為該模式綜合性能達到國際同類模式先進水平,在質量守恒、水平網格降維、圖拓撲并行通信、GPU加速方面具有創新性,建立了一系列自主可控的關鍵技術方法,有效彌補我國自主海洋環流數值預報業務化模式應用的空白;“媽祖”模式在溫鹽垂直結構、海表面溫度、海表面高度異常以及流場等方面的預報效果與國際主流海洋環流模式相當。

        據悉,“媽祖”模式相比國外主流海洋環流模式,在全新物理框架、“碳友好”等方面具有顯著優勢。一是采用全新質量守恒物理框架,克服了傳統體積守恒海洋模型在精確模擬海面高度和鹽度等方面的固有缺陷,國際上首次建立了基于質量守恒物理框架的業務化海洋環流模式。二是具備“碳友好”特性,采用GPU并行加速,運行高效低耗,為國際海洋業務化同類模式首創。據測算,制作全球10公里分辨率的海洋環流數值預報,相比采用傳統CPU超算的同類模式,可節省80% 以上的設備購置經費,降低能耗90% 以上,每年可節省約200萬電費,相當于減少碳排放520噸。

        2021年到2030年是“聯合國海洋科學促進可持續發展十年”,六大戰略目標中四個與海洋觀測預報緊密相關。據介紹,國家海洋環境預報中心正在推進海洋預報“芯片”工程,努力實現我國海洋數值預報系統全要素自主化,不斷提升海洋預報“中國芯”的影響力,助力實現我國在海洋預報領域高水平自立自強。

        關鍵詞: 海洋

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