Презентация Суперкомпьютерные технологии в задачах прогноза погоды и климата Е. Д. Астахова Гидрометцентр России онлайн

На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Суперкомпьютерные технологии в задачах прогноза погоды и климата Е. Д. Астахова Гидрометцентр России абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 111 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Презентации » Новости » Суперкомпьютерные технологии в задачах прогноза погоды и климата Е. Д. Астахова Гидрометцентр России



Оцените!
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
  • Тип файла:
    ppt / pptx (powerpoint)
  • Всего слайдов:
    111 слайдов
  • Для класса:
    1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
  • Размер файла:
    14.84 MB
  • Просмотров:
    108
  • Скачиваний:
    0
  • Автор:
    неизвестен



Слайды и текст к этой презентации:

№1 слайд
Суперкомпьютерные технологии
Содержание слайда: Суперкомпьютерные технологии в задачах прогноза погоды и климата Е.Д. Астахова Гидрометцентр России

№2 слайд
План презентации Что такое
Содержание слайда: План презентации Что такое прогноз погоды и климата? Почему задача прогноза погоды и моделирования климата – задача Grand Challenge? Что влияет на качество прогноза? Что такое детерминированный прогноз погоды? Что такое ансамблевый прогноз погоды?

№3 слайд
Содержание слайда:

№4 слайд
Введение. Основы численного
Содержание слайда: Введение. Основы численного прогноза погоды и моделирования климата Цель: Описание эволюции атмосферы Суть: Решение численными методами уравнений гидротермодинамики атмосферы Реализация: Модель атмосферы Численный прогноз = Интегрирование модели атмосферы

№5 слайд
Модель атмосферы Уравнения
Содержание слайда: Модель атмосферы Уравнения гидротермодинамики Методы их решения Параметризации процессов подсеточного масштаба (правая часть уравнений)

№6 слайд
Дискретизация
Содержание слайда: Дискретизация

№7 слайд
Содержание слайда:

№8 слайд
В зависимости от разрешения
Содержание слайда: В зависимости от разрешения модели физические процессы описываются явно или параметрически Немецкая метеослужба DWD GME COSMO_EU COSMO-DE spatial: ~150 km ~30 km ~10 km temporal: ~4 min ~1.5 min ~30 sec ECMWF T799 T1279 T2047 ~25 km ~16 km ~10 km 720 s 450 s 300 s

№9 слайд
Основные физические процессы
Содержание слайда: Основные физические процессы подсеточного масштаба, учитываемые в моделях атмосферы.

№10 слайд
Модели атмосферы Спектральные
Содержание слайда: Модели атмосферы Спектральные и конечно-разностные – по методу решения уравнений Глобальные, региональные, мезомасштабные - по пространственному масштабу Краткосрочного, среднесрочного, долгосрочного прогноза погоды, климата – по временному масштабу

№11 слайд
Содержание слайда:

№12 слайд
Содержание слайда:

№13 слайд
Содержание слайда:

№14 слайд
Численное моделирование
Содержание слайда: Численное моделирование процессов в атмосфере – задача «Grand Challenge» = фундаментальная проблема, решение которой имеет большое экономическое и научное значение и требует применения высокопроизводительных вычислений Численный прогноз погоды

№15 слайд
Содержание слайда:

№16 слайд
Роль начальных данных о
Содержание слайда: Роль начальных данных о состоянии атмосферы (влияние их малых возмущений на 5-сут прогноз)

№17 слайд
Содержание слайда:

№18 слайд
Содержание слайда:

№19 слайд
Роль улучшения разрешения и
Содержание слайда: Роль улучшения разрешения и параметризаций процессов подсеточного масштаба. Осадки

№20 слайд
Временные ограничения для
Содержание слайда: Временные ограничения для задач прогноза погоды и климата Прогноз погоды: 1 сутки за 10-20 мин Наблюдения в фиксированные моменты времени Надо успеть передать по каналам связи Моделирование климата: 100-1000 дней за сутки (World Modelling Summit for Climate Prediction, 2008)

№21 слайд
Строгие временные рамки счета
Содержание слайда: Строгие временные рамки счета задачи численного прогноза погоды

№22 слайд
Содержание слайда:

№23 слайд
Откуда так много вычислений?
Содержание слайда: Откуда так много вычислений? (1) Разрешение 1 км: Радиус Земли ~ 6380 км Площадь поверхности ~ 128 000 000 кв.км 100 уровней по вертикали в модели Итого около 13 млрд точек сетки!!!!! (2) Задача моделирования изменения климата: Шаг по времени – минуты (устойчивость), временной масштаб – сотни лет. Сколько минут в столетии? 52 560 000 !!!!

№24 слайд
Суперкомпьютерные системы
Содержание слайда: Суперкомпьютерные системы ведущих метеорологических центров мира

№25 слайд
Содержание слайда:

№26 слайд
Содержание слайда:

№27 слайд
Улучшение качества численных
Содержание слайда: Улучшение качества численных прогнозов идет параллельно улучшению компьютерных ресурсов

№28 слайд
Содержание слайда:

№29 слайд
Содержание слайда:

№30 слайд
Содержание слайда:

№31 слайд
Содержание слайда:

№32 слайд
Содержание слайда:

№33 слайд
Пример прогноза
Содержание слайда: Пример прогноза Гидрометцентра России meteoinfo.ru

№34 слайд
Пример прогноза
Содержание слайда: Пример прогноза Гидрометцентра России meteoinfo.ru

№35 слайд
Начальные данные данные
Содержание слайда: Начальные данные – данные наблюдений

№36 слайд
Содержание слайда:

№37 слайд
Неравномерное по пространству
Содержание слайда: Неравномерное по пространству распределение данных

№38 слайд
Содержание слайда:

№39 слайд
Спутниковые данные
Содержание слайда: Спутниковые данные

№40 слайд
Содержание слайда:

№41 слайд
Задача численного
Содержание слайда: Задача численного детерминированного прогноза погоды Усвоение данных наблюдений (объективный анализ) Препроцессинг модели Инициализация данных (устранение ложных быстрых гравитационных мод) Модель атмосферы Постпроцессинг модели Оценка качества прогноза Передача результатов прогноза по каналам связи

№42 слайд
Содержание слайда:

№43 слайд
Численный прогноз погоды
Содержание слайда: Численный прогноз погоды Детерминированный прогноз Однократное интегрирование модели атмосферы с использованием данных о начальном состоянии атмосферы, рассматриваемых как наилучшее приближение к истине

№44 слайд
Улучшение качества наблюдений
Содержание слайда: Улучшение качества наблюдений и увеличение их количества Улучшение качества наблюдений и увеличение их количества Усовершенствование моделей атмосферы Рост компьютерных мощностей

№45 слайд
ПPОГНОЗАМ ПОГОДЫ ПРИСУЩА
Содержание слайда: ПPОГНОЗАМ ПОГОДЫ ПРИСУЩА ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ Атмосфера – хаотическая система Динамика ее нелинейна Мелкомасштабные ошибки могут влиять на крупномасштабные процессы и приводят к возрастанию ошибок прогноза со временем Данные о начальном состоянии атмосферы неточны ошибки измерений неравномерное распределение наблюдений в пространстве и во времени Модели атмосферы несовершенны Неточности в уравнениях Параметрический учет физических процессов Дискретизация

№46 слайд
ПPОГНОЗАМ ПОГОДЫ ПРИСУЩА
Содержание слайда: ПPОГНОЗАМ ПОГОДЫ ПРИСУЩА ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ Эволюция ошибок в начальном состоянии атмосферы

№47 слайд
ПPОГНОЗАМ ПОГОДЫ ПРИСУЩА
Содержание слайда: ПPОГНОЗАМ ПОГОДЫ ПРИСУЩА ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ

№48 слайд
Содержание слайда:

№49 слайд
Простейший ансамбль
Содержание слайда: Простейший ансамбль –совокупность прогнозов, стартующих со слегка различающихся (возмущенных) начальных данных (ансамбля начальных данных) Ансамбль начальных данных должен: Содержать равновероятные члены Являться репрезентативной выборкой из вероятных состояний атмосферы Включать истинное состояние атмосферы (т.е разброс достаточно велик) Возмущения должны быть в пределах ошибок анализа

№50 слайд
Содержание слайда:

№51 слайд
Основные ансамблевые системы
Содержание слайда: Основные ансамблевые системы среднесрочного прогноза

№52 слайд
Содержание слайда:

№53 слайд
Содержание слайда:

№54 слайд
А что у нас ? А что у нас ?
Содержание слайда: А что у нас ? А что у нас ?

№55 слайд
Развитие моделей численного
Содержание слайда: Развитие моделей численного среднесрочного прогноза ECMWF и Гидрометцентра России и соответствующие характеристики компьютеров ECMWF 1990 CRAY Y-MP, 8 PEs T106L31 1996 Fujitsu VPP700, 46 PEs T213L31 2006 IBM p575, 2400 PEs T799L91 Исследования T2047L62 Гидрометцентр России 1990 Hitachi 3033, 1 PE T40L15 1996 CRAY Y-MP, 8 PEs T85L31 2006 Xeon, 4 PEs T85L31 Исследования T339L31

№56 слайд
Развитие моделей численного
Содержание слайда: Развитие моделей численного среднесрочного прогноза ECMWF и Гидрометцентра России и соответствующие характеристики компьютеров ECMWF 1990 CRAY Y-MP, 8 PEs T106L31 1996 Fujitsu VPP700, 46 PEs T213L31 2006 IBM p575, 2400 PEs T799L91 Исследования T2047L62 Гидрометцентр России 1990 Hitachi 3033, 1 PE T40L15 1996 CRAY Y-MP, 8 PEs T85L31 2006 Xeon, 4 PEs T85L31 Исследования T339L31

№57 слайд
Содержание слайда:

№58 слайд
Преемственность систем
Содержание слайда: Преемственность систем детерминированного и вероятностного численного прогнозирования

№59 слайд
Метод спектральных
Содержание слайда: Метод спектральных преобразований

№60 слайд
Спектральная модель
Содержание слайда: Спектральная модель: Пространственная декомпозиция области расчетов в cеточном пространстве

№61 слайд
Спектральная модель
Содержание слайда: Спектральная модель: Декомпозиция области расчетов в спектральном пространстве

№62 слайд
Содержание слайда:

№63 слайд
Содержание слайда:

№64 слайд
Спектральная модель
Содержание слайда: Спектральная модель:

№65 слайд
Содержание слайда:

№66 слайд
Спагетти Н , , гпм Пример
Содержание слайда: «Спагетти» Н500 (516, 552, 576 гпм) Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№67 слайд
Спагетти Н , , гпм Пример
Содержание слайда: «Спагетти» Н500 (516, 552, 576 гпм) Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№68 слайд
Спагетти Н , , гпм Пример
Содержание слайда: «Спагетти» Н500 (516, 552, 576 гпм) Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№69 слайд
Спагетти Н , , гпм Пример
Содержание слайда: «Спагетти» Н500 (516, 552, 576 гпм) Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№70 слайд
Спагетти Н , , гпм Пример
Содержание слайда: «Спагетти» Н500 (516, 552, 576 гпм) Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№71 слайд
Спагетти Н , , гпм Пример
Содержание слайда: «Спагетти» Н500 (516, 552, 576 гпм) Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№72 слайд
Спагетти Н , , гпм Пример
Содержание слайда: «Спагетти» Н500 (516, 552, 576 гпм) Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№73 слайд
Спагетти Н , , гпм Пример
Содержание слайда: «Спагетти» Н500 (516, 552, 576 гпм) Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№74 слайд
Спагетти Н , , гпм Пример
Содержание слайда: «Спагетти» Н500 (516, 552, 576 гпм) Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№75 слайд
Содержание слайда:

№76 слайд
Почтовые марки .
Содержание слайда: «Почтовые марки».

№77 слайд
Среднее по ансамблю изолинии
Содержание слайда: Среднее по ансамблю (изолинии) и разброс ансамбля (цвет). Высота геопотенциальной поверхность 500 гПа. 5-сут прогноз на 17/12/2007 12 ВСВ

№78 слайд
Вероятности выпадения
Содержание слайда: Вероятности выпадения количества осадков, превышающего заданное пороговое значение Пример выходной продукции системы ансамблевого прогноза

№79 слайд
Полулагранжева модель
Содержание слайда: Полулагранжева модель прогноза погоды Вертикальное разрешение – 28 уровней Постоянное разрешение 0,9° по долготе, 0,72° по широте (размерность задачи 400х250х28) Одномерная декомпозиция по широте MPI + OpenMP Теоретическая масштабируемость ограничена Nlat ; для будущей версии 0,25°x0,18°x60 это дает 1000 процессоров

№80 слайд
testSLM Scalability
Содержание слайда: testSLM: Scalability

№81 слайд
Время расчета прогноза на
Содержание слайда: Время расчета прогноза на 1 сут. на 36 ядрах = 22 мин.

№82 слайд
Начальные данные для и UTC
Содержание слайда: Начальные данные для 00 и 12 UTC Начальные данные для 00 и 12 UTC Прогноз на 78 часов Шаг сетки 7 км Сетка: 700 * 620 * 40 SGI Altix 4700 (1664 ядер) (832 процессора Itanium, 64-bit, 3,3 Tb память) Время счета прогноза на 78 час. 19 мин.: 1024 ядра 33 мин.: 512 ядер 59 мин.: 256 ядер 4900 км

№83 слайд
Содержание слайда:

№84 слайд
Содержание слайда:

№85 слайд
Содержание слайда:

№86 слайд
Содержание слайда:

№87 слайд
Содержание слайда:

№88 слайд
Содержание слайда:

№89 слайд
Содержание слайда:

№90 слайд
Содержание слайда:

№91 слайд
Содержание слайда:

№92 слайд
Содержание слайда:

№93 слайд
Содержание слайда:

№94 слайд
Содержание слайда:

№95 слайд
Содержание слайда:

№96 слайд
Содержание слайда:

№97 слайд
Содержание слайда:

№98 слайд
Содержание слайда:

№99 слайд
Содержание слайда:

№100 слайд
Содержание слайда:

№101 слайд
Содержание слайда:

№102 слайд
Содержание слайда:

№103 слайд
Содержание слайда:

№104 слайд
Содержание слайда:

№105 слайд
Содержание слайда:

№106 слайд
Содержание слайда:

№107 слайд
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Содержание слайда: СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

№108 слайд
Содержание слайда:

№109 слайд
Содержание слайда:

№110 слайд
Бридинг-метод
Содержание слайда: Бридинг-метод

№111 слайд
Оценки качества среднего по
Содержание слайда: Оценки качества среднего по ансамблю прогноза Среднее по ансамблю лучше для заблаговременностей более 84 час!

Скачать все slide презентации Суперкомпьютерные технологии в задачах прогноза погоды и климата Е. Д. Астахова Гидрометцентр России одним архивом: