长期以来,我国空气质量模式研发多限于“单兵作战”,制约了整体进展。EPICC开创的“模式工作组”集体署名机制,旨在突破这一协作瓶颈,通过构建开源共享、协同研发的新范式,为多团队高效合作提供了制度保障。
热带气旋的致灾潜力由强度与尺度共同决定,其中尺度表征大风风场的覆盖范围,且相较于强度具有显著非对称特征。随着我国社会经济快速发展,精细化热带气旋尺度预报成为提升灾害防御能力的迫切需求。但当前热带气旋尺度预报能力仍显不足,主要原因在于对尺度非对称演变的影响因子及物理机制认识尚不够深入和完善。 为厘清热带气旋尺度非对称演变的物理特征,中国科学院大气物理研究所陈光华团队聚焦垂直风切变这一关键环境因子,通过统计分析与数值模拟,系统探究不同强度垂直风切变对热带气旋尺度非对称演变的影响,该研究可为热带气旋尺度预报的提升提供科学指导。
全球数值天气预报正迈入千米级非静力模拟的新时代。然而,高分辨率非静力模式面临三大核心挑战:第一,模式在不连续区域中容易出现非物理振荡,影响模拟的真实性;第二,能精细刻画垂直运动的非静力模式,其时间积分步长受限于垂直CFL条件,导致计算效率受制明显;第三,随着GPU为代表的异构算力的爆发式增长,异构计算已成为高性能计算(HPC)的核心发展方向,然而气象模式对异构算力的适配不足。这些瓶颈制约着未来全球公里级模式的发展。中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟与应用全国重点实验室陈曦研究员团队自主研发了高性能动力框架 LMARSpy。该动力框架采用A网格来储存变量,使用专为大气定制的低马赫数黎曼求解器(LMARS)求解可压缩欧拉方程组,兼具高精度与高稳定性。该框架从算法层面专为GPU优化,是一个面向异构计算架构的非静力动力核心,集成了梯度保持的单调性限制器与具有守恒特性的垂直隐式求解器。
数值模式是认识气候系统和开展天气气候预测的核心工具,提高模式的水平分辨率能更准确捕获中小尺度对流和复杂地形区的环流特征,有助于提高对极端降水的模拟和预测。面向下一届CMIP7模式比较计划,中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)最新研发了CAS FGOALS-f3气候系统模式的大气分量模式FAMIL 12.5km高分辨率版本,并完成了1979~2021年近40多年的大气模式比较计划(AMIP)标准试验。
全球气候变化背景下,随着海洋温度、盐度变化,海洋“上轻、下重”的密度层结特征显著增强,这是海洋气候变化的一个核心特征,具有重要的气候和生态意义。探究海洋层结变化事实、机制并揭示其气候影响,是海洋和气候变化研究领域的热点和焦点问题。
