64位Linux并行计算大气模型效率优化研究.pdf

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64位Linux并行计算大气模型效率优化研究术China扔渤嘶矿Technology，‰硝咖口510006，China；2．鲫．ofCivilEn-0嘶Planning＆Standards，R仰，ⅣcJ，咖m锄nQ堪垃世J墟I删朱云1，LINChe-jenl’2，陈春贻3，JANG4，钟义龙1University副教影华南理工大学讲座教授，博士，主要研究方向为大气环境模拟及水污染控制；陈春赠异情况。研究结果表明，并行计算能大幅缩短CMAQ模拟耗时，以16个cPu核心并行处理为性价比最佳值；此操作系统和参与运算的核心数目对CMAQ模型模拟结果没有影响。Airqualitymodelparallelcomputationoptimizedresearchusing64．bitLinuxplatform0引言第26卷第6期计算机应用研究Carey(1．华南理工大学环境科学与工程学院，广州510006；2．Dept．of77710-0024，USA；3．广东省环境信息中心，广州510640；4．USEPA／OffieeQuality27711，USA)摘要：研究了CMAQ大气模型在64位Linux操作系统上不同CPU核心数目并行计算模拟耗时以及结果的差时连续模拟中国区域37天空气质量状况(分辨率36km、167行×97列、垂直14层)平均耗时小于16相同情况下单核模拟耗时大于2h／d；多于16个核心并行处理时，随核心数量的增加模型性能提升的趋势减缓；关键词：并行计算；空气质量模型；CMAQ；Linux中图分类号：TP39文献标志码：A文章编号：1001．3695(2009)06．2266．04doi：10．3969／j．issn．1001-3695．2009．06．081Che-jenl”，CHENAbstract：neCMAQ)modelplaffo咖s．TheCMAQnumber．Thelayers．Thequality(CAMQ)；LinuxCMAQ⋯是美国环保总署(USEPA)为仿真分析各种复杂大气物理、化学过程而发展的数学模型。CMAQ系统考虑了多种污染物之间的反应过程，并能准确描述大气中复合污染物质浓度的时空分布，适合处理复杂的空气污染问题嵋o。目前CMAQ已经在国内外空气质量管理尤其是相关科研中得到了广泛的应用口“⋯。如图1所示，CCTM(化学传输模型)是CMAQ模型的核心程式。输入数据由以下几个子程式生成：经过MCIP(气象化学界面处理器)编译处理后的气象模型(MM5)数据；经过排放模型(SMOKE等)处理过的排放源数据，其中大点源的排放数据2009年6月Jun．2009mont，TXPlanning＆Standards，RTP，NCmin／d，而Chun—yi3，JANG(1．Coll管geofEnvironmental&沥柳出Er硒neenng，South∥，l∞一，曙，LamarChina；4．USEPA／OffweofAir1，USA)bycores，comparedperiodperpaper图1CMAQ核心处理程序组成收稿日期：2008．08．13；修回日期：2008·11一12基金项目：中美双边合作项目；广东省普通高等学校重点实验室开放基金资助项目：国家“863”计划资助项目(2006AA06A308)作者简介：朱云(1972一)，男，湖南长沙人，副教授，博士，主要研究方向为环境模拟与环境信息系统([e-mail])：unChe-jen(1968-)，男，羡籍中国台湾人，美国Lamar(1963·)，男，海南人，高级I程师，主要研究方向为环境管理与环境信息g统；JangCavey(1966一)，男，美籍中国台湾人，美国环保总署国家科学家，博士。主要研究方向为大气环境污染控制及管理；钟义龙(1976一)，男，广东揭阳人，系统分析员，硕士，主要研究方向为环境模拟与信息系统．V01．26No．6ApplicationResearchofComputersCivilEngineering，LamarUniversity，Beau．ZHUYunl，LINCarey4，ZHONGYi．10n91University，Beaumont，TX77710-0024，USA；3．GuangdongProvirtoeCentre，Guangzhou510640，computationalefficiencyandsimulationresultscommunitymuhiscaleairrdevelopedU．S．EPAanalyzedvarietyCPUunder64bitOSshowthatthecomputingsignificantlyreducetime，and16appearbeop