Исследовательская группа опережает кривую развития вычислительной техники в монументальном проекте климатического моделирования

Национальная лаборатория Ок-Ридж (ORNL) станет одной из восьми лабораторий Министерства энергетики США (DOE), которые будут использовать высокопроизводительные вычисления (HPC) для создания самой совершенной на сегодняшний день модели системы Земли для исследования изменения климата с научными и энергетическими приложениями. Национальные лаборатории сотрудничают с Национальным центром атмосферных исследований, четырьмя академическими институтами и одной частной компанией в этом долгосрочном проекте, известном как Accelerated Climate Modeling for Energy (ACME). Многие члены команды ORNL также являются исследователями Института науки об изменении климата (CCSI).

DOE и ORNL в последние десятилетия были основными драйверами разработки моделей системы Земли. ACME предоставит ученым модели, использующие преимущества предстоящих этапов развития вычислительных мощностей. По мере появления новых архитектур HPC, поддерживающих производительность в сотни петафлопс, а затем и экзафлопс (тысяча петафлопс), более масштабные симуляции позволят делать более детальные климатические прогнозы.

Проект рассчитан на 10 лет и будет использовать ресурсы вычислительных центров DOE, включая суперкомпьютер Titan (27 петафлопс) в ORNL. Ключевые научные вопросы касаются гидрологического цикла, биогеохимии и криосферы. В ближайшей перспективе команда смоделирует изменения речного стока, смоделировав взаимодействие между осадками и ландшафтом в рамках полностью связанных моделей атмосферы и поверхности суши высокого разрешения.

Модели ACME также исследуют фундаментальные вопросы о влиянии циклов углерода, азота и фосфора на климатическую систему, а затем смоделируют изменения в более теплой среде. Симуляции криосферы, в частности континентального антарктического ледяного щита, получат новую глубину и разрешение для изучения его стабильности и потенциального влияния таяния на повышение уровня моря.

Специалисты CCSI по наземной биогеохимии и атмосферной химии будут работать с вычислительными учеными над оптимизацией рабочих процессов и созданием новых программных инструментов для расчета большего числа научных переменных с более высоким разрешением на суперкомпьютерах Titan, Mira и других ресурсах DOE.