據中國氣象消息，中國科學院大氣物理研究所、嶗山實驗室和中國科學院計算機網絡信息中心等單位聯合攻關，成功構建了全球首個水平分辨率達1公里的全球海洋環流模式LICOMK++。這一模式在跨異構超算平臺實現性能可移植與科學試驗雙重突破。
海洋作為地球氣候系統的重要調節器，吸收了超過90%的全球變暖新增熱量和30%以上的人為二氧化碳排放。近年來，極端氣候事件頻發，模擬和理解海洋渦旋、鋒面等中小尺度過程，成為提升氣候預測精度的關鍵。

LICOMK++模式將全球海洋模擬分辨率提升至1公里，能夠直接模擬海洋中的亞中尺度過程，為全球“海洋地圖”嵌入“顯微鏡”，精確捕捉渦旋和鋒面等復雜動力過程。這些動力過程直接影響全球熱量和物質的輸運分布，對理解與預測海洋熱浪、臺風、極端降水等極端氣象事件具有重要作用。
試驗結果顯示，LICOMK++能夠再現多個關鍵海區的中小尺度環流結構，展現出較強的過程模擬能力。通過這一模式，氣象部門可獲取更高質量的海洋初始場信息，提升全球和區域海洋環境變化的氣候預測能力。
目前，該成果已獲得中國計算機學會HPC China 2024超算年度最佳應用獎，并入圍世界高性能超算應用領域最高獎——戈登?貝爾氣候建模獎，成為2024年全球僅有的三個入圍成果之一。

支撐這一模式高效運行的技術突破包括以下三個方面：
在異構平臺性能可移植方面，研究團隊以Kokkos為編程框架，通過優化統一內存管理和異構模板編程技術，解決了國產異構超算體系結構和編程模型多樣性帶來的“編程墻”問題，實現模式編碼在曙光、神威、華為、英偉達等平臺的性能可移植。
在大規模并行方面，團隊通過去除非海洋點、重排網格點技術以及區域適應的邊界通信算法，成功突破全球1公里水平分辨率每天1模式年的性能挑戰，在多個平臺實現整機并行效率超過50%，為全球公里尺度模式的應用提供參考。
在模擬能力方面，LICOMK++實現全球1公里水平分辨率的真實模擬，在表達中尺度到亞中尺度過程以及刻畫復雜海陸地形對海流的效應方面取得質的飛躍，展現出捕捉快速變化海洋過程的潛力。

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