Parallel computations in problems of climate simulation and numerical weather prediction

Authors

  • E.M. Volodin
  • M.A. Tolstykh

Keywords:

моделирование климата
численный прогноз погоды
параллельные вычисления
численное моделирование
параллельные вычислительные системы

Abstract

Some results of massive computations with parallel computing systems for problems of modeling the climate changes in XX-XXII centuries and numerical weather prediction are discussed. The results of numerical experiments with the INM RAS coupled general circulation model of atmosphere and ocean on simulation of climate changes occurred in the XXth century and modeling of possible climate changes in XXI-XXII centuries are described. The results of using the parallel code of the global semi-Lagrangian numerical weather prediction model are presented along with the particularities of its technology. This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (projects 05-07-90355, 04-05-64638, 06-05-64331). The paper was prepared on the basis of the author’s report at the International Conference on Parallel Computing Technologies (PaVT-2007; http://agora.guru.ru/pavt2007).

New computational technologies

Downloads

Published

2007-04-06

Issue

Vol. 8 (2007): Issue 1.

Section

Section 1. Numerical methods and applications

Author Biographies

E.M. Volodin

Marchuk Institute of Numerical Mathematics of RAS (INM RAS)

M.A. Tolstykh

Marchuk Institute of Numerical Mathematics of RAS (INM RAS)

References

  1. Володин Е.М., Дианский Н.А. Отклик совместной модели общей циркуляции атмосферы и океана на увеличение содержания углекислого газа // Известия РАН. ФАО. 2003. 39, № 2. 193-210.
  2. Володин Е.М., Дианский Н.А. Воспроизведение Эль-Ниньо в совместной модели общей циркуляции атмосферы и океана // Метеорология и гидрология. 2004. № 12. 5-14.
  3. Covey C., AchutaRao K.M., Lambert S.J., Taylor K.E. Intercomparison of present and future climates simulated by coupled ocean-atmosphere GCMs. PCMDI Report N 66. Lawrence Livermore National Laboratory. Livermore, 2000. 1-20.
  4. Tolstykh M.A., Gloukhov V.N. Implementation of global atmospheric models on parallel computers // Вычислительные технологии. 2002. 7. Спец. выпуск. 100-110.
  5. Володин Е.М. и др. Связь величины глобального потепления и баланса тепла на поверхности земли при увеличении содержания углекислого газа // Известия РАН. ФАО. 2004. 40, № 3. 306-313.
  6. Jones P.D., New M., Parker D.E., Martin S., Rigor I.G. Surface air temperature and its changes over the past 150 years // Rev. Geophys. 1999. 37. 173-199.
  7. Houghton J.T., Ding Y., Gridds D.J. et al. Climate Change 2001. The scientific basis. Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, 2001.
  8. Meehl G.A., Washington W.M., Ammann C.M., Arblaster J.M., Wigley T.M. L., Tebaldi C. Combination of natural and anthropogenic forcings in twentieth-century climate // J. Climate. 2004. 17. 3721-3727.
  9. Дианский Н.А., Володин Е.М. Моделирование изменений климата в XX-XXII столетиях с помощью совместной модели общей циркуляции атмосферы и океана // Изв. РАН. ФАО. 2006. 42, № 3. 291-306.
  10. Staniforth A., Chat otacute e J. Semi-Lagrangian integration schemes for atmospheric models. A review // Mon. Wea. Rev. 1991. 119. 2206-2223.
  11. Толстых М.А. Полулагранжева модель атмосферы с высоким разрешением для численного прогноза погоды // Метеорология и гидрология. 2001. № 4. 5-16.
  12. Tolstykh M. Vorticity-divergence semi-Lagrangian shallow-water model on the sphere based on compact finite differences // J. Comput. Phys. 2002. 179. 180-200.
  13. Geleyn J.-F., Bazile E., Bougeault P., Deque M., Ivanovici V., Joly A., Labbe L., Piedelievre J.-P., Piriou J.-M., Royer J.-F. Atmospheric parameterization schemes in Meteo-France’s ARPEGE N.W. P. model // Proc. of the ECMWF Seminar on Parameterization of Subgrid-Scale Physical Processes. Reading (UK), 1994. 385-402.