Opdateret Exascale -system til jordsimuleringer er hurtigere end forgængeren

En ny version af Energy Exascale Earth System Model (E3SM) er to gange hurtigere end den tidligere version, der blev udgivet i 2018.

Jordsystemmodeller har vejrskalaopløsning og bruger avancerede computere til at simulere aspekter af Jordens variabilitet og forudse dekadale ændringer, der vil have en kritisk indvirkning på den amerikanske energisektor i de kommende år.

Version 2 af Energy Exascale Earth System Model (E3SM2) er betydeligt hurtigere end forgængeren og blev frigivet til det bredere videnskabelige samfund 28. september. E3SM -projektet understøttes af Department of Energy's Office of Science in the Biological and Environmental Research Kontor.

"E3SMv2 er hurtigere og bedre end E3SMv1, "sagde Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) atmosfærisk videnskabsmand Chris Golaz." Det er cirka dobbelt så hurtigt på identiske maskiner, fire gange så hurtigt på maskiner, vi har nu, sammenlignet med hvad vi havde til E3SMv1. Fra en generation til en anden, jordsystemmodeller bliver typisk bedre, men også en del langsommere, så hurtigere og bedre er vigtigt. "

Jorden, med sine utallige atmosfærers interaktioner, oceaner, land- og iskomponenter, præsenterer et ekstraordinært komplekst system til undersøgelse. Jordsystemsimulering involverer løsning af tilnærmelser til fysisk, kemiske og biologiske styrende ligninger på rumlige gitre ved opløsninger, der er lige så fine i skala, som computermidler vil tillade.

"E3SMv2 giver os mulighed for mere realistisk at simulere nutiden, hvilket giver os mere tillid til at simulere fremtiden, "sagde David Bader, LLNL -videnskabsmand og leder af E3SM -projektet. "Stigningen i computerkraft gør det muligt for os at tilføje flere detaljer til processer og interaktioner, der resulterer i mere præcise og nyttige simuleringer end den tidligere version."

E3SM -projektet simulerer pålideligt aspekter af jordens systemvariabilitet og projekter dekadale ændringer, der vil have en kritisk indvirkning på den amerikanske energisektor i fremtiden. Disse kritiske faktorer omfatter a) regionale luft/vand -temperaturer, som kan belaste energinet; b) vandtilgængelighed som påvirker kraftværksdriften c) ekstreme vandkredsløb (f.eks. oversvømmelser og tørke) som påvirker infrastruktur og bioenergi og d) stigning i havniveau og oversvømmelser ved kysten som truer kystinfrastrukturen.

I særdeleshed, E3SMv2 forbedrer repræsentationen af ​​nedbør og skyer. "Helt konkret, hvordan skyer ændrer sig i et varmere klima er meget mere realistisk, "Sagde Golaz.

Ud over, opløsningen er blevet forfinet på grund af mere kraftfulde computere. Der er nu to fuldt koblede konfigurationer:En 100 kilometer (km) globalt ensartet opløsningsatmosfære og en regionalt forfinet model (RRM) opløsning med 25 km over Nordamerika og 100 km andre steder. Den raffinerede netkonfiguration er særligt velegnet til DOE-applikationer.

"Takket være præstationsforbedringerne, RRM -konfigurationen af ​​E3SMv2 kører lige så hurtigt, som E3SMv1 gjorde i sin standardopløsningskonfiguration (100 km) for et par år siden. Vi får hovedsageligt den meget højere opløsning til 'gratis, «, Sagde Golaz.

Teamet gennemfører nu simuleringskampagnen med E3SMv2. Teammedlemmer har gennemført flere tusinde år, og planlægger at køre for flere tusinde flere.