--- title: 气象-高性能解决方案-鲲鹏社区 description: 气象海洋领域包含天气预报、气候预测、海洋模拟、空气质量等多个方面，借助华为鲲鹏HPC解决方案，可大大提升对台风、暴雨、雷电等极端天气的预测能力，有效减少人民的生命财产损失。 keywords: 高性能解决方案,鲲鹏社区,气象行业概述,行业需求与挑战,核心优势,相关产品,行业应用场景,应用优化案例 url: https://www.hikunpeng.com/solutions/hpc/meteorology section: (其他) --- # 气象-高性能解决方案-鲲鹏社区 URL: https://www.hikunpeng.com/solutions/hpc/meteorology 描述: 气象海洋领域包含天气预报、气候预测、海洋模拟、空气质量等多个方面，借助华为鲲鹏HPC解决方案，可大大提升对台风、暴雨、雷电等极端天气的预测能力，有效减少人民的生命财产损失。 关键词: 高性能解决方案,鲲鹏社区,气象行业概述,行业需求与挑战,核心优势,相关产品,行业应用场景,应用优化案例 气象行业解决方案 气象行业解决方案 鲲鹏软硬协同，保障高精度、高时效预报 ## 气象行业概述 气象海洋始终是高性能计算的重要领域，由于计算量大、时效性高，对于高性能计算的需求强烈。随着地球系统模型向着更高分辨率、更复杂物理过程、集合预报、多圈层耦合方向发展，对高性能计算技术的要求也越来越高。气象海洋领域包含天气预报、气候预测、海洋模拟、空气质量等多个方面，借助鲲鹏高性能计算解决方案，可大大提升对台风、暴雨、雷电等极端天气的预测能力，有效减少人民的生命财产损失。 ## 行业需求与挑战 高精度预报驱动算力增长 高精度预报驱动算力增长 极端气象频发，需要更高分辨率的数值计算实现更精细的预报，算力需求呈现倍级增长趋势 高时效预报需要更快算力 高时效预报需要更快算力 气象部门持续提高预报更新频率，需要在更短时间内完成复杂模拟，对计算速度和效率要求极高 气象科技自立自强 气象科技自立自强 气象预报保障防灾减灾，并支撑经济社会发展，其高质量发展离不开算力平台与数值预报模式的自主创新 ## 核心优势 高精度 应用精度优化，预报精度与现网系统保持高度一致，满足业务需要 性能更优 WRF、CMA-GFS等TOP应用优化，性能领先传统算力平台 规模部署 拥有丰富的国家级及多省气象、水利、海洋领域项目交付经验，具备多个成功应用案例 ## 相关产品 基础硬件 基础软件 基础硬件 基础软件 ... 基础硬件 查看详情 [了解详情](https://www.hikunpeng.com/compute/server-motherboard?data=S920X00) 2U2P 均衡型 2* 鲲鹏920处理器 1U2P 高密型 2* 鲲鹏920处理器 基础软件 提供易用好用的基础软件，涵盖操作系统、高性能计算套件和管理软件等 查看详情 [了解详情](https://www.hikunpeng.com/developer/hpc) 高性能计算套件 集成基于鲲鹏平台深度优化的通信库、数学库、编译器等软件 多瑙套件 包括多瑙Portal和多瑙调度器，支持多样性算力高效调度、统一管理 ## 行业应用场景 气象 天气预报即综合气象站、卫星等采集的信息数据，对一定区域范围内未来一段时间的天气情况进行预测，时间尺度一般是1小时~30天。天气预报可以指导人民生产生活，防范极端天气，方便人们出行，让老百姓直接受益。天气预报的常用开源软件有WRF、GFS等，目前均已在鲲鹏平台完成适配。随着国内气象领域的发展，涌现出一批优秀的国产自研软件，如：GRAPES、BCC，目前也已在鲲鹏平台完成适配，在性能上更具优势，并且同时保证计算精度。 气候/海洋 气候预测研究范围包括冰川融化、海平面上升速度，碳循环的过程、大气成分演变过程，气候变化、厄尔尼诺现象的产生等。气候预测对高性能计算（HPC）能力的要求是迫切的，性能强大的HPC将为更复杂的模型模拟提供更高的精度并有效减少模拟时间。气候预测的常用软件为美国国家大气研究中心（NCAR）提出的通用地球系统模式（The Community Earth System Model）、NEMO、ROMS，均已在鲲鹏平台完成适配。 ## 应用优化案例 WRF CMA-GFS WRF CMA-GFS ... WRF WRF（Weather Research and Forecast Model）主要面向对象是天气预报和天气研究。WRF求解气象过程的核心模块有两个版本：ARW（Advanced Research WRF）和NMM（Nonhydrostatic Mesoscale Model）,目前大多数使用的是ARW版本，可以作为全球模式进行天气预报，也可以作为区域模式进行天气现象的数值模拟。 在WRF的计算过程中一方面需要对大量的观测数据进行质量检查和同化分析才能获得初值条件，处理过程计算量很大；另一方面，数值求解上百万个自由度的控制偏微分方程本身也需要大量的计算，对时效性要求高，这就要求有大算力支撑。 使用软件 应用软件：WRF 基础软件：openEuler、HPCkit（毕昇编译器、Hyper MPI、KML等） 测试算例：conus25KM 关键技术 相同计算节点数，WRF应用在鲲鹏平台性能对比国际主流x86提升12%+，同时保证了计算精度。主要优化措施如下： · 通过华为自研软件栈毕昇编译器、Hyper MPI、鲲鹏KML数学库等加速套件优化，综合性能提升30%+ · 联合创新，通过优化区域分解算法提升计算性能10%+ · 通过并行IO与异步IO提升IO性能约60% CMA-GFS CMA-GFS（China Meteorological Administration Global Forecast System）是中国自主研发的全球中期数值预报模式，在国家级数值天气预报业务中处于核心地位。CMA-GFS包括变分同化系统和模式预报系统两大功能系统。 使用软件 应用软件：CMA-GFS 基础软件：HPCKit（毕昇编译器、Hyper MPI、KML等）、openEuler OS 测试算例：水平分辨率0.125°、垂直87层10天预报 关键技术 CMA-GFS应用在单节点整体性能上，鲲鹏相比国际主流x86提升20%左右，同时保证了计算精度。 · 编译优化：毕昇编译器基础优化如向量化、加速指令及软件预取等，实现软硬协同；应用存在大量malloc行为，通毕昇编译器jemalloc优化 · 通信优化： Hyper MPI通过优化节点内allreduce操作减少节点间通信 · 数学库优化：采用KML HybirdMG结构化代数多重网格技术，兼顾GCR算法的收敛性，并减少计算量 ## 核心应用 高性能计算行业主流开源软件调优指导请参考《调优指南》 [了解详情](https://www.hikunpeng.com/document/detail/zh/kunpenghpcs/hpcindapp/tngg/kunpenghpcsolution_05_0002.html)，更多应用请前往《软件兼容性查询工具》 [了解详情](https://www.hikunpeng.com/ecosystem/compatibility#HPC) | 软件名 | 版本号 | 操作系统 | 源码包 | 移植指南 | | --- | --- | --- | --- | ---| | CESM | 2.1.1 | CentOS 7.6 | cesm-release-cesm2.1.1.tar.gz | CESM 2.1.1 移植指南 | | Bifrost | v1.1.1 | CentOS 7.6 | Bifrost_bench_v1.1.1-sigma2.tgz | Bifrost V1.1.1 移植指南 | | WRF | 3.8.1 | CentOS 7.6 | WRF-3.8.1.tar.gz | WRF 3.8.1 移植指南 | | CAMx | 6.50 | CentOS 7.6 | CAMx_v6-50-src-180430.tgz | CAMx 6.50 移植指南 | | WAVEWATCH III | 6.07.1 | CentOS 7.6 | WW3-6.07.1.tar.gz | WAVEWATCH III 6.07.1 移植指南 | | NEMO | v3.6 | CentOS 7.6 | NEMO_releases_release-3.6-10083.zip | NEMO V3.6 移植指南 | | ROMS | 3.6 | CentOS 7.6 | ROMS_3.6 | ROMS 3.6 移植指南 | | FVCOM | 4.1 | CentOS 7.6 | FVCOM-4.1.tar.gz | FVCOM 4.1 移植指南 | | MITgcm | c67o | CentOS 7.6 | MITgcm_c67o.tar.gz | MITgcm c67o 移植指南 | | POM | POM2K | CentOS 7.6 | POM2K | POM 移植指南 | 共 21 条 10条/页 20条/页 30条/页 40条/页 1 2 3 前往