第２６卷第６期

２００９年６月

計算機應用研究

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ

Ｖ０１．２６Ｎｏ．６

Ｊｕｎ．２００９

６４位Ｌｉｎｕｘ并行計算大氣模型

效率優化研究術

朱云１，ＬＩＮＣｈｅ－ｊｅｎｌ’２，陳春貽３，ＪＡＮＧ

(１．華南理工大學環境科學與工程學院，廣州５１０００６；２．Ｄｅｐｔ．ｏｆ

Ｃａｒｅｙ

４，鐘義龍１

ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｍａｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅａｕ．

ｍｏｎｔ，ＴＸ７７７１０－００２４，ＵＳＡ；３．廣東省環境信息中心，廣州５１０６４０；４．ＵＳＥＰＡ／ＯｆｆｉｅｅｏｆＡｉｒＱｕａｌｉｔｙＰｌａｎｎｉｎｇ＆Ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ＲＴＰ，ＮＣ２７７１１，ＵＳＡ)

摘要：研究了ＣＭＡＱ大氣模型在６４位Ｌｉｎｕｘ操作系統上不同ＣＰＵ核心數目并行計算模擬耗時以及結果的差

異情況。研究結果表明，并行計算能大幅縮短ＣＭＡＱ模擬耗時，以１６個ｃＰｕ核心并行處理為性價比最佳值；此

時連續模擬中國區域３７天空氣質量狀況(分辨率３６ｋｍ、１６７行×９７列、垂直１４層)平均耗時小于１６ｍｉｎ／ｄ，而相同情況下單核模擬耗時大于２ｈ／ｄ；多于１６個核心并行處理時，隨核心數量的增加模型性能提升的趨勢減緩；

操作系統和參與運算的核心數目對ＣＭＡＱ模型模擬結果沒有影響。

關鍵詞：并行計算；空氣質量模型；ＣＭＡＱ；Ｌｉｎｕｘ中圖分類號：ＴＰ３９

文獻標志碼：Ａ

文章編號：１００１．３６９５(２００９)０６．２２６６．０４

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－３６９５．２００９．０６．０８１

Ａｉｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｄｅｌｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｒｅｓｅａｒｃｈ

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ｍａｉｎＣｈｉｎｅｓｅｎａｔｉｏｎａｌｄｏｍａｉｎｗｉｔｈａ３６ｋｍｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．１６７ｌＯＷＸ９７ｃｏｌｕｍｎ．１４ｌａｙｅｒｓ．Ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆ

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程式。

０引言

ＣＭＡＱ…是美國環保總署(ＵＳＥＰＡ)為仿真分析各種復雜大氣物理、化學過程而發展的數學模型。ＣＭＡＱ系統考慮了多種污染物之間的反應過程，并能準確描述大氣中復合污染物質濃度的時空分布，適合處理復雜的空氣污染問題嵋ｏ。目前ＣＭＡＱ已經在國內外空氣質量管理尤其是相關科研中得到了廣泛的應用口“…。

如圖１所示，ＣＣＴＭ(化學傳輸模型)是ＣＭＡＱ模型的核心

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圖１ＣＭＡＱ核心處理程序組成

輸入數據由以下幾個子程式生成：經過ＭＣＩＰ(氣象化學界面處理器)編譯處理后的氣象模型(ＭＭ５)數據；經過排放模型(ＳＭＯＫＥ等)處理過的排放源數據，其中大點源的排放數據

收稿日期：２００８．０８．１３；修回日期：２００８ １１一１２家“８６３”計劃資助項目(２００６ＡＡ０６Ａ３０８)

基金項目：中美雙邊合作項目；廣東省普通高等學校重點實驗室開放基金資助項目：國

作者簡介：朱云(１９７２一)，男，湖南長沙人，副教授，博士，主要研究方向為環境模擬與環境信息系統(ｚｈｕｙｕｎ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ)：ｕｎＣｈｅ－ｊｅｎ(１９６８－)，男，羨籍中國臺灣人，美國Ｌａｍａｒ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ副教影華南理工大學講座教授，博士，主要研究方向為大氣環境模擬及水污染控制；陳春贈

(１９６３ )，男，海南人，高級Ｉ程師，主要研究方向為環境管理與環境信息ｇ統；ＪａｎｇＣａｖｅｙ(１９６６一)，男，美籍中國臺灣人，美國環保總署國家科學家，博士。主要研究方向為大氣環境污染控制及管理；鐘義龍(１９７６一)，男，廣東揭陽人，系統分析員，碩士，主要研究方向為環境模擬與信息系統．

萬方數據

總結

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