摘要：提出一种基于变分原理估计厄尔尼诺和南方涛动海气耦合模型中未知参数的方法.首先将所研究的非线性海气耦合动力方程引入到目标泛函中;接着利用变分方法导出伴随方程和待辨识参数泛函梯度的公式;然后设计了估计未知参数的算法.数值试验结果表明变分方法是一种能有效估计海气耦合非线性系统未知参数的方法.

摘要：为提高算法的并行计算性能 ,许多并行程序必须进行数据重分配。数据重分配是在并行计算过程中实现的 ,其开销影响算法的并行性能 ,高效的数据重分配对提高并行计算的性能有重要意义。本文阐述了数据重分配的环形算法 ;提出了数据重分配的蝶网算法 ,并证明了其正确性 ;设计了结构性数据交换方法 ;

摘要：为了针对多核系统构建更高效的MPI支撑环境,文中提出了一种基于线程的MPI加速器,称作***是一种用于协助传统MPI库的透明中间件,用户可以在编译期选择是否在单线程MPI程序中采用该中间件.加入MPIActor后,每个节点内的MPI进程都被映射成同一进程中的多个线程,从而节点内的通信可通过轻量级的线程通信机制实现.作者给出了MPIActor的基本设计,详细阐述了其工作机制、通信体系结构及关键技术,并在真实系统上分别针对MVAPICH2和OpenMPI并行环境利用OSU LATENCY基准测试进行了性能评测.实验结果表明在两种MPI环境上进行节点内8 KB^4 MB数据通信时MPIActor都能使通信性能平均提高一倍左右.

摘要：气象归档与查询系统(MARS)是欧洲中期天气预报中心(ECMWF)开发的用于多种类海量气象数据管理的框架,其核心是利用多维数据模型和数据立方体来组织和管理气象数据。重点研究了MARS系统的主要架构及其超立方体结构的数据索引方法,在此基础上提出了一种大数据背景下数据立方体的元数据查询优化和并行计算方法。实验表明,该方法能够有效缩短大数据量查询及归档情况下的系统响应时间。

摘要：记录可寻址随机访问文件是一种新型ＦＯＲＴＲＡＮ文件，它集中了顺序与直接文件两者的优点，为用户随机访问文件中不等长记录提供了更为有效的手段。本文不仅介绍了其使用方法，而且还讨论了实现中的有关问题。

摘要：提出一种基于变分原理的估计混沌系统未知参数的方法,对以=F(x,θ)为控制方程的所有混沌系统具有普适性.首先将混沌系统方程引入到目标泛函中;接着利用变分原理导出了混沌系统的伴随方程和待辨识参数泛函梯度的通用公式;然后设计了估计混沌系统未知参数的算法;最后对典型的Lorenz混沌系统和超混沌Chen系统的未知参数进行了估计.数值仿真结果表明该方法是一种非常有效的估计混沌系统未知参数的方法.

摘要：四维变分资料同化仍将是未来相当长时间内业务数值天气预报中所使用的主流同化方法.针对全球数值天气预报业务系统对气象资料同化技术的需求,在WRFDA软件框架结构的基础上,发展了一个与全球谱模式配套使用的四维变分资料同化系统YH4DVAR.系统将背景场、观测处理、重力波控制和偏差订正进行综合考虑,设计了一体化目标函数,引入了小波背景场误差协方差模型,实现了增量方法以及卫星遥感资料的直接同化.单点试验表明YH4DVAR的背景场误差模型具有各向异性、垂直相关和水平相关不可分离性、以及与位置的相关等特性.从2009年7月到2010年6月的分析预报试验结果表明,由YH4DVAR和全球谱模式组成的分析预报系统在北半球和亚洲地区的可用预报时效可以达到8天以上.

摘要：在可视化系统的实际应用中,输入数据的管理是关键性的问题。文中对以往的可视化系统的前端数据管理存在的问题进行了分析,提出了新的数据管理方案。为了验证笔者的方案,该文针对MM5气象模式的数据输出实现了一个数据管理系统(DMS)。

摘要：GRAPES(global and regional assimilation and prediction system)是由中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室自主研究开发的中国新一代数值天气预报系统,其目标是科研/业务通用.为了实现这一目标,结合高性能计算机的体系结构设计并实现模式的并行计算是必不可少的.作为核心开发技术之一,GRAPES系统设计并实现了模式的并行计算方案,包括中尺度有限区模式的并行计算和全球模式并行计算.GRAPES模式并行计算版本在IBM-Cluster1600上的测试表明,GRAPES模式的并行计算程序正确、稳定、有效,为其业务化之路奠定了基础,同时也为系统未来的可持续开发、优化创造了条件.

摘要：极区计算对全球数值预报模式设计的重要性主要体现在2个方面:模式动力框架中的极区处理和极区并行数据划分带来的并行负载不平衡问题.其中后者是全球数值预报模式大规模并行计算的性能瓶颈,对此提出一种新的基于加权等积的球面数据划分算法.该算法以球带数目和权函数为参数,将南北两极分别划分到单独的子区域,形成极点通区,使从极点到赤道方向每个纬度对应的子区域数目逐渐增多,灵活地实现球面网格的高质量划分.从理论上分析该算法的划分质量后,以基于球谐谱的浅水波模式PSTSWM为实验平台,验证了提出的划分算法具有很好的并行划分性能以及可扩展性.结合我国自主设计的GRAPES全球模式,展望了该算法的应用前景.