地球系统数值模拟与预测预报
方向简介
实验室在地球系统模式耦合资料同化研究领域取得新进展
2022-06-26(2159)次
近日，由实验室“筑峰人才工程”第一层次教授张绍晴领衔的科研团队，在地球系统模式耦合资料同化研究领域取得新进展，在流行分辨率（将地球表面分为1°×1°流体单元）的通用地球系统模式（Community Earth System Model, 简称CESM）上成功研发了“超级并行”的在线集合耦合资料同化系统，解决了CESM用于天气气候预报预测和耦合再分析研究方面的关键科学和技术难题。
实验室在地球系统模式可预报性研究领域取得新进展
2022-06-16(1482)次
近日，由我校“筑峰人才工程”第一层次教授、物理海洋教育部重点实验室成员张绍晴领衔的科研团队，在地球系统模式可预报性研究方面取得最新成果，该成果基于多个模式的大量数值实验，系统性地探讨了初值可预报性、边值可预报性以及联合初边值可预报性的线性演变特征。
物理海洋实验室发表海气耦合模式研究重要综述成果
2020-06-01(1990)次
近日，国际权威学术期刊Climate Dynamics (《气候动力学》)在线发表了题为“Coupled data assimilation and parameter estimation in coupled ocean-atmosphere models: a review”（《海气耦合模式中的耦合资料同化和参数估计回顾》）的综述性文章。该综述由中国海洋大学“筑峰人才工程”第一层次教授、物理海洋教育部重点实验室成员、青岛海洋科学与技术试点国家实验室卓越科学家张绍晴教授领衔（第一作者兼通讯作者），联合我国耦合资料同化领域诸多知名研究学者合作发表。
“两洋一海”区域超高分辨率海气耦合模式发展
2020-05-25(3819)次
实验室模式团队发展了“两洋一海”区域不同分辨率海气耦合模式和相应的耦合资料同化方法（相关成果发表在Advances in Meteorology），并以此模式框架为核心建立了“两洋一海”区域超高分辨率大气-海洋-陆地多圈层耦合延伸期数值预测系统（相关成果发表在Atmospheric and Oceanic Science Letters）。“两洋一海”区域是“21世纪海上丝绸之路”的重要空间载体，也是国防安全的核心战略海区。随着社会需求加剧，介于常规短期和气候尺度之间的延伸期（10–30天）预测的重要性逐渐突显。受限于海洋短期预报不含大气海洋快慢过程转化的信息存储机制、大气高频变化制约预报时效、全球气候预报分辨率较低、气陆海多圈层耦合机制理解不足及区域预报无较好...
提出一种多时间尺度、高效、适合高分辨耦合模式的近似集合卡尔曼滤波算法
2020-02-10(483)次
由于采用模型集成模拟不同背景的概率分布函数并实现贝叶斯定理，集合卡尔曼滤波(EnKF)目前被广泛应用在天气及气候研究中。但在实际应用中，EnKF存在两点不足：一是低频背景流中误差统计表现不足；二是在高分辨率耦合地球系统模式中模型集成对于计算资源/的高要求。基于此，本研究提出了一种多时间尺度、高效的近似集合卡尔曼滤波算法（MSHea-EnKF）。该方法是基于单模型解决方案的时间序列采样数据的回归实现的一种多时间尺度过滤的组合。验证实验表明，随着平稳和缓慢变化背景统计数据的改进表现，与有限大小的EnKF相比，MSHea-EnKF只需要一小部分计算机资源。此外，本研究进一步发现, 如果拥有足够的计算机资源，可以通过第二阶段EnKF的过...
全球高分辨地球系统模型在国产神威众核异构计算平台上的优化改进，完成300多年工业革命前排放的气候控制模拟
2020-02-10(415)次
随着半导体技术逐渐接近其物理和热极限，目前超级计算机主流核心技术开始采用更节能的众核异构系统架构来提高性能。与此同时，科学发展与社会需求促使地球系统模式的分辨率逐渐提高。当前高分辨率地球系统模型通常由数百万行为传统同质多核处理器开发的遗留代码组成，不能自动从超级计算机硬件的发展中获益。本研究在国际高分辨率地球系统预测实验室（iHESP）的框架下，由青岛海洋科学与技术试点国家实验室(QNLM)，美国得克萨斯农工大学a M大学和美国国家大气研究中心(NCAR)三方携手合作在国产神威“太湖之光”超算平台上进行了地球系统模式的重构优化。目前地球系统模式中全球系统模型实现了高分辨率(25公里的大气和海洋10公里)运行；模拟...