РЕАЛИЗАЦИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ МОДЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПОГОДЫ
Keywords:
параллельные вычисления, моделирование атмосферы, прогноз погоды, MPI, OpenMP, HPC, суперкомпьютеры.Abstract
В статье рассматриваются современные подходы к реализации параллельных алгоритмов в задачах численного моделирования атмосферных процессов. Прогнозирование погоды — это вычислительно сложная задача, требующая значительных ресурсов для обработки больших объемов данных. Применение параллельных вычислений позволяет существенно сократить время прогноза и повысить его точность. В работе проанализированы различные архитектуры параллелизма, описаны методы распараллеливания численных моделей, приведены результаты экспериментов с использованием технологий MPI и OpenMP. Также представлено сравнение производительности моделей с последовательной и параллельной реализацией.
Downloads
References
Kalnay, E. (2003). Atmospheric Modeling, Data Assimilation and Predictability. Cambridge University Press.
Skamarock, W.C., et al. (2008). A Description of the Advanced Research WRF Version 3. NCAR Technical Note.
Gropp, W., Lusk, E., & Skjellum, A. (1999). Using MPI: Portable Parallel Programming with the Message Passing Interface. MIT Press.
OpenMP Architecture Review Board. (2023). OpenMP Application Programming Interface Version 5.2.
Gopalakrishnan, S.G. et al. (2012). Hurricane Weather Research and Forecasting (HWRF) Model: Scientific Documentation. NOAA/NCEP.
Володин Е.М., Толстых М.А. Параллельные вычисления в задачах моделирования климата и прогноза погоды // Вычислительные методы и программирование. — 2012. — Т. 13. — № 4. — С. 523–537. URL: https://num-meth.ru/index.php/journal/article/view/252
Разработка параллельных алгоритмов для мезомасштабной модели TSUNM3 // Конференция BMM-2021.https://bmm2021.mca.nsu.ru/project/48
De S. Faster numerical weather forecasting using parallel computing with multi-mesh topology // Environmental and Earth Sciences Research Journal. 2017. https://www.iieta.org/journals/eesrj/paper/10.18280/eesrj.040201
Maity S., Bonthu S.R., Sasmal K., Warrior H. Role of Parallel Computing in Numerical Weather Forecasting Models // International Journal of Computer Applications. 2012. https://www.ijcaonline.org/specialissues/ccsn2012/number4/10874-1040
Mueller E.H., Scheichl R. Massively parallel solvers for elliptic PDEs in Numerical Weather- and Climate Prediction // arXiv preprint. — 2013. — arXiv:1307.2036. URL: https://arxiv.org/abs/1307.2036
