免费邮箱 用户名 密码 新用户注册
本站搜索
中国搜索
首页>>认识中国字号:
1993年6月22日 银河——II巨型计算机研制成功
中国网 china.com.cn  时间: 2009-06-20  发表评论>>

"银河"系列巨型计算机在气象领域推广应用纪实 

2003年4月1日,新华社发布消息称,由国防科技大学研制的“银河”系列巨型机在气象领域大显身手,不仅使我国成为世界上少数几个能发布中期数值天气预报的国家,而且对重大自然灾害的预报能力明显提高,产生了巨大经济效益和社会效益。

记者来到被称为“银河”故里的我国首台巨型机诞生地———国防科技大学计算机学院采访,了解到“银河”系列巨型计算机在我国气象领域应用的一些鲜为人知的故事。

中期预报胜券在握

每年春节、五一、十一长假前夕,中央气象台就会对7天长假期间的天气变化作出预报,以便人们及早根据天气情况作出安排。而对于国庆阅兵、航空兵训练、载人飞船飞行试验等重要活动及国防科研试验,更是需要在事先作出准确的天气预报。

如此长时间和准确的天气预报,要归功于中期数值天气预报系统软件的开发应用。

那么,怎样对未来的天气情况作出准确的预报呢?人们设想用一种客观定量的方法制作天气预报,像计算天体的运动轨迹一样,预先把未来的天气“较精确地计算出来”,这就是数值天气预报的基本思路。

我们知道,地球表面上空环绕着一个厚度为10~20多公里的大气层。人们每天所看到和感受到的阴晴雨雪、冷暖风雷天气,就发生在这10~20多公里厚的大气层里。大气每天都在运动变化,它遵循牛顿运动定理、质量守衡定理、大气状态方程、热力学定理、水汽守衡定理等。

科技工作者把作为流体的大气所遵循的物理定理写成数学方程,然后,用数值计算分析的方法对这些数学物理方程组进行离散化,再把离散化的方程组编写成计算机程序,以便借助高速计算机完成这一工作量巨大的运算,这一非常复杂的计算机软件包就称为数值天气预报模式。

制作数值天气预报的计算量非常巨大,对计算机条件的要求很高。如果对一个水平分辨率约200公里、垂直分层16层的全球模式作7个要素(如气压、风力、风向、温度、高度、降雨量等)7天的预报,必须求解至少3亿个以上的方程组,其总的数学运算量就更难估算了。这样巨大的运算量人工是无法完成的,必须借助高速运算的巨型计算机才能完成。

因此,对未来5至7天的天气预报就是用巨型计算机计算出来的。过去,由于我国没有高性能计算机,无法进行中长期数值天气预报,而一般的天气预报主要依赖从国外进口高性能计算机,在许多方面不得不受制于人。

“银河”显威气象领域

1983年12月26日,我国第一台巨型计算机“银河—I”亿次巨型机在国防科大诞生,使我国成为继美国和日本之后第3个能研制巨型机的国家。此后,随着“银河—I”、“银河—II”、“银河—III”巨型计算机在国家气象中心等部门的投入使用,我国完成一次性10天的全球中期数值天气预报的计算,已是一件轻而易举的事情了。

据介绍,国防科大研制的“银河”系列巨型计算机,到目前已先后有13台在国家气象中心等部门投入使用,成为我国应用领域最广、销量最大的国产巨型机。

“银河”系列巨型机何以能在气象领域的成功推广而受到用户青睐?国防科大计算机学院有关领导介绍说,这主要是他们在研制过程中确立了“面向应用需求,角逐计算技术前沿,为国防和国民经济服务”的科研方针,确立了“系统可靠、软硬配套、服务周到”的质量方针,学院在1999年1月就通过了ISO9001国军标质量认证。

多年来,国防科大在设计研制“银河”系列巨型计算机过程中,始终坚持把研制生产与开发应用相结合,把“好用”、“实用”作为国产巨型机走向市场的生命线。他们在研制我国首台巨型计算机“银河—I”时,该校科技工作者就与国家气象部门探讨气象领域对巨型机的需求,经过多年奋力攻关,终于突破了向量化并行算法等关键技术,在“银河—I”亿次巨型机上建成我国第一个全面向量化的大型应用软件———“高分辨率中期预报模式银河高效软件系统”,使国产“银河”巨型机完成24小时天气预报的运行时间大大缩短,一年可为国家节省机时费数百万元。

“中期数值天气预报”是衡量一个国家气象科学综合能力和发展水平的重要标志。国防科大在研制开发“银河—Ⅱ”10亿次巨型机系统的同时,采取一边研制机器,一边与应用单位联合开发中期数值天气预报并行应用软件的“同步进行法”,使这一巨型机系统问世后很快就在国家气象中心投入正式运行,将24小时天气预报运行时间缩短为数百秒钟。欧洲中期天气预报中心研究部主任了解这一情况后,连声称赞“了不起!了不起!”

国家气象中心施培量副主任告诉记者:国产“银河”系列巨型计算机在国家气象中心投入运行以来,有效地提高了我国中期数值天气预报的能力,在1996年和1998年等多次自然灾害天气预报中发挥了重要作用,产生了巨大的经济效益和社会效益。特别是在2000年12月31日迎战计算机“千年虫”的关键时刻,国防科大研制的“银河—III”巨型计算机出色完成了关键业务的备份任务,保证了新千年第一天数值天气预报工作。

气象装备日益数字化

随着我军现代化建设步伐的加快,对军事气象的保障要求也越来越高。为加速提高我军气象保障的数字化、智能化水平,1997年年底,我军气象部门与国防科技大学密切协作,开始研制“军用数值天气预报系统”,科技工作者仅用1年半的时间就完成了国外同行需要3年才能完成的大型分布式并行应用软件系统的研制,在“银河—III”百亿次巨型机上开发“并行化全球中期数值天气预报模式系统”和“并行化全球气象资料四维同化系统”等,有效地解决了军事天气预报中的关键技术,实现了我军气象保障技术的重大突破。

1998年10月5日,“银河—III”正式列为我军气象装备,服务于军队现代化建设,使我军气象工作阔步走向现代化。据介绍,自首台“银河—III”装备部队以来,在军事演习和国防科研试验中发挥了重要作用。

从1997年起,空军启动了航空中期数值天气预报业务系统工程建设。他们与国防科大开展联合攻关,于2001年3月圆满完成了这一工程建设任务。航空中期数值天气预报系统的研制成功,使我军航空预报形成了气象雷达信息网,增强了雷雨、冰雹等航空危险天气的监测、预警能力,其探测信息综合应用能力大大提高,为我军航空兵训练及作战需求提供了有力的技术保障,标志着我军航空气象预报实现历史性跨越。

据了解,中国气象局与国防科大已签订了合作协议,实现双方资源共享,优势互补。以“银河—III”为业务主机的“中期数值天气预报系统”,在国防和国民经济建设中正发挥着越来越重要的作用。(来源:解放军报)

文章来源: 中国网综合消息 责任编辑: 小溪
   上一页   1   2   3  


[我要纠错] [推荐] [收藏] [打印] [ ] [关闭]
网友留言 进入论坛>>
昵 称 匿名
留言须知 版权与免责声明