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课题设置

项目召集人:王斌
中国科学院大气物理研究所研究员,国家杰出青年基金获得者,世界气象组织(WMO)大气科学委员会(CAS)委员,世界气候研究计划(WCRP)耦合模拟工作组(WGCM) 成员,全球观测系统研究与可预报性试验(THORPEX)计划资料同化于目标观测工作组成员。主要从事气候模式发展、资料同化、目标观测和相关数值方法的研究。
1983年毕业于湘潭大学数学系;1992年获得中国科学院大气物理研究所博士学位;1992年7月到1994年6月在中国科学院(原)计算中心作博士后;1994年至今在中国科学院大气物理研究所工作。自1995年起,一直从事大气环流模式设计方案研究、中尺度变分资料同化与中尺度数值模拟以及目标观测等方面的研究。1998年获得国家杰出青年科学基金的资助,首次在国内开展GPS空基观测资料的变分同化研究,1999年作为国内合作者获得国家自然科学基金委海外青年学者合作基金的支持,研究中尺度资料变分同化与降水的定量预报,2000年入选国家“百千万人才工程”第一、二层,2001年获得政府特殊津贴。

 

课题一:数值并行算法及性能优化技术研究
课题组长:姜金荣
课题依托单位:中国科学院计算机网络信息中心
研究目标:研究数值并行算法理论,提出具有良好可扩展性、适合于大气和海洋模式的
数值并行算法及性能优化方法,形成高效数值并行算法库,为我国地球系统
模式的开发提供高性能算法基础。
Subproject 1: Research on Numerical Parallel Algorithms and Performance Optimization Technologies.

Subproject Principal Investigator (PI):Jinrong Jiang
Implementing Unit:Computer Network Information Center, ChineseAcademy of Sciences.
Cientific Objective:Through theoretical research, we propose to develop several scalable numerical parallel algorithms and performance optimization methods for the atmospheric and ocean models. We will also build high-performance algorithmlibraries, which will provide the algorithmbasics for the development of our physical CSM.

 

课题二:地球系统模式并行耦合技术研究
课题组长:王小鸽
课题依托单位:清华大学
研究目标:面向地球系统模式中多个分量模式(大气、海洋、海冰和陆面等)的相互耦合,针对结构网格的多圈层模块化二维并行耦合器,研究不同结构网格之间
的并行耦合技术,为本项目二维模块化并行耦合器的研制提供技术支撑,为未来研发性能更加完善的三维模块化并行耦合器奠定基础
Subproject PI:XiaogeWang
Implementing Unit:Tsinghua University
Scientific Objective:To address the interactive coupling of multiple models (atmosphere, ocean, land, ice, etc.) in the Earth System Model, this subproject will study the parallel coupling technologies used among structured grids to support the modularized, parallel two-dimension coupler developed in this project and to establish a research foundation for the future modularized, parallel three-dimension coupler.

 

课题三:地球系统模式并行应用框架
课题组长:张爱清
课题依托单位:北京应用物理与计算数学研究所研究目标:研制适应数千核的地球系统模式并行应用框架J-Earth,建立具有我国自主知识产权的二维并行耦合器,支撑物理气候系统模式各分量模式的独立并行编程以及耦合并行编程,大幅降低模式研制难度,显著缩短模式开发周期
Subproject 3: Parallel Application Infrastructure for the ESM
Subproject PI:Aiqing Zhang
Implementing Unit:Beijing Institute of Applied Physics and Computational Mathematics
Scientific Objective:We propose to develop a parallel applications infrastructure for the ESM named “J-Earth” that adapts supercomputers with thousands of cores and a two-dimensional parallel coupler that will use our own intellectual property to support both independent and coupling parallel programming for all the component models of the physical CSM. This will extensively reduce the difficulties encountered in model research and shorten the development cycle of models.

 

课题四:高效物理气候系统并行模式的研发
课题组长:李立娟
课题依托单位:中国科学院大气物理研究所
研究目标:建立高效物理气候系统并行模式,为我国地球系统模式提供一个可持续发展平台,为全球变化研究提供有效工具;建立物理气候系统模式初始化系统,提高模式的年代际气候预测能力;建立自适应加密的大气环流并行模式和海洋环流并行模式,满足现有计算机条件下长期区域气候变化模拟的需求。
Subproject 4: Development of high-performance physical
climate systemparallel model
Subproject PI:Lijuan Li
Implementing Unit:Institute of Atmospheric Physics, ChineseAcademy of Sciences
Scientific Objective:Establishing the high-performance physical climate system parallel model will provide a sustainable platform for the ESMin China and an effective tool for global climate change research. The initialization systemwill contribute to the improvement of decadal climate prediction. The development of the adaptive refinement atmospheric and oceanic parallel models will meet the long-term regional climate change simulation requirements under current
computation conditions.

 

课题五:物理气候系统模式的典型应用示范
课题组长:冯锦明
课题依托单位:北京师范大学
研究目标:为CMIP5/IPCC AR5提供我国三个气候系统模式的模拟结果,使我们成为国际模式比较计划的主要参与者之一;检验和评估项目开发的并行算法和耦合器的高效性和先进性;利用项目开发的高效耦合气候系统模式H-FGOALS对全球气候变化进行模拟和预估,有效引导我国地球系统模式的研究和发展,为国家制定节能减排政策,应对全球变化与气候外交谈判提供科学依据。
Subproject 5: Typical application demonstration of the physical
climate systemmodel
Subproject PI:Jinming Feng
Implementing Unit:Beijing Normal University
Scientific Objectives:By providing the simulation results of three climate systemmodels to CMIP5/IPCCAR5, we will become one of the main participants in the International Coupled Model Intercomparison Project. The efficiency and advancement of parallel algorithms and couplers developed in this project will be tested and evaluated. Using the high-efficiency coupled CSM, H-FGOALS, developed in this project, future global climate changes will be projected. The study
will guide the research and development of the ESM and provide a scientific basis for establishing energy-saving and emission reduction policies to respond to global change and the related international negotiations.

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