基于 OpenACC 的多分辨率云导风高效反演
编号:610
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更新:2025-03-31 23:06:22 浏览:32次
张贴报告
摘要
云导风(Atmospheric Motion Vector, AMV)提供了关键的风场信息,在台风路径预测、强对流监测及数值天气预报等领域发挥着重要作用。然而,目前主流的 AMV 产品空间分辨率较低,难以满足高精度气象业务的需求。尽管中国气象局的可见光通道 AMV 产品已实现 6 km 分辨率,但计算耗时较长,限制了其在实时业务中的应用。云导风中的目标跟踪在高分辨率遥感数据(如500m 级别)处理中,CPU 串行计算效率较低,难以满足快速预报需求。GPU 并行计算因其高吞吐能力和大规模并行特性,在数值计算领域展现出极大的加速潜力,而 OpenACC 作为一种高层次的 GPU 编程框架,能够简化计算代码的并行化过程,提高开发效率。因此,本研究提出了一种基于 OpenACC 并行计算的高分辨率云导风反演加速方法,旨在解决 AMV 反演过程中计算瓶颈,提高计算效率。我们通过 OpenACC 实现关键计算任务的并行优化,并采用基于块的计算策略突破单 GPU 内存限制,支持多 GPU 并行计算,以适应 500m 至 4000m 分辨率的遥感数据处理。实验结果表明,该方法相比传统 CPU 计算可提升计算效率 一个数量级以上,并能有效保持反演精度,具备良好的可扩展性。该研究为高分辨率AMV反演的实时业务化应用提供了一种可行的技术方案,可大幅提升台风监测的时效性,并增强数值天气预报对风场数据的同化能力。
稿件作者
周润东
中山大学大气科学学院
闵敏
中山大学大大气科学学院
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