第２６卷第６期

２００９年６月

計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ

Ｖ０１．２６Ｎｏ．６

Ｊｕｎ．２００９

６４位Ｌｉｎｕｘ并行計(jì)算大氣模型

效率優(yōu)化研究術(shù)

朱云１，ＬＩＮＣｈｅ－ｊｅｎｌ’２，陳春貽３，ＪＡＮＧ

(１．華南理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)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(huán)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(tǒng)上不同ＣＰＵ核心數(shù)目并行計(jì)算模擬耗時(shí)以及結(jié)果的差

異情況。研究結(jié)果表明，并行計(jì)算能大幅縮短ＣＭＡＱ模擬耗時(shí)，以１６個(gè)ｃＰｕ核心并行處理為性價(jià)比最佳值；此

時(shí)連續(xù)模擬中國區(qū)域３７天空氣質(zhì)量狀況(分辨率３６ｋｍ、１６７行×９７列、垂直１４層)平均耗時(shí)小于１６ｍｉｎ／ｄ，而相同情況下單核模擬耗時(shí)大于２ｈ／ｄ；多于１６個(gè)核心并行處理時(shí)，隨核心數(shù)量的增加模型性能提升的趨勢(shì)減緩；

操作系統(tǒng)和參與運(yùn)算的核心數(shù)目對(duì)ＣＭＡＱ模型模擬結(jié)果沒有影響。

關(guān)鍵詞：并行計(jì)算；空氣質(zhì)量模型；ＣＭＡＱ；Ｌｉｎｕｘ中圖分類號(hào)：ＴＰ３９

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ

文章編號(hào)：１００１．３６９５(２００９)０６．２２６６．０４

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

Ａｉｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｄｅｌｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｒｅｓｅａｒｃｈ

ｕｓｉｎｇ６４．ｂｉｔＬｉｎｕｘｐｌａｔｆｏｒｍ

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ｍａｉｎＣｈｉｎｅｓｅｎａｔｉｏｎａｌｄｏｍａｉｎｗｉｔｈａ３６ｋｍｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．１６７ｌＯＷＸ９７ｃｏｌｕｍｎ．１４ｌａｙｅｒｓ．Ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ；ａｉｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｄｅｌ；ｃｏｍｍｕｎｉｔｙｍｕｌｔｉｓｅａｌｅａｉｒｑｕａｌｉｔｙ(ＣＡＭＱ)；Ｌｉｎｕｘ

程式。

０引言

ＣＭＡＱ…是美國環(huán)保總署(ＵＳＥＰＡ)為仿真分析各種復(fù)雜大氣物理、化學(xué)過程而發(fā)展的數(shù)學(xué)模型。ＣＭＡＱ系統(tǒng)考慮了多種污染物之間的反應(yīng)過程，并能準(zhǔn)確描述大氣中復(fù)合污染物質(zhì)濃度的時(shí)空分布，適合處理復(fù)雜的空氣污染問題嵋ｏ。目前ＣＭＡＱ已經(jīng)在國內(nèi)外空氣質(zhì)量管理尤其是相關(guān)科研中得到了廣泛的應(yīng)用口“…。

如圖１所示，ＣＣＴＭ(化學(xué)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(shù)據(jù)由以下幾個(gè)子程式生成：經(jīng)過ＭＣＩＰ(氣象化學(xué)界面處理器)編譯處理后的氣象模型(ＭＭ５)數(shù)據(jù)；經(jīng)過排放模型(ＳＭＯＫＥ等)處理過的排放源數(shù)據(jù)，其中大點(diǎn)源的排放數(shù)據(jù)

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

基金項(xiàng)目：中美雙邊合作項(xiàng)目；廣東省普通高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)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?yàn)榄h(huán)境模擬與環(huán)境信息系統(tǒng)(ｚｈｕｙｕｎ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ)：ｕｎＣｈｅ－ｊｅｎ(１９６８－)，男，羨籍中國臺(tái)灣人，美國Ｌａｍａｒ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ副教影華南理工大學(xué)講座教授，博士，主要研究方向?yàn)榇髿猸h(huán)境模擬及水污染控制；陳春贈(zèng)

(１９６３ )，男，海南人，高級(jí)Ｉ程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境管理與環(huán)境信息ｇ統(tǒng)；ＪａｎｇＣａｖｅｙ(１９６６一)，男，美籍中國臺(tái)灣人，美國環(huán)保總署國家科學(xué)家，博士。主要研究方向?yàn)榇髿猸h(huán)境污染控制及管理；鐘義龍(１９７６一)，男，廣東揭陽人，系統(tǒng)分析員，碩士，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境模擬與信息系統(tǒng)．

萬方數(shù)據(jù)

總結(jié)

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