第２６卷第６期

２００９年６月

计算机应用研究

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ

Ｖ０１．２６Ｎｏ．６

Ｊｕｎ．２００９

６４位Ｌｉｎｕｘ并行计算大气模型

效率优化研究术

朱云１，ＬＩＮＣｈｅ－ｊｅｎｌ’２，陈春贻３，ＪＡＮＧ

(１．华南理工大学环境科学与工程学院，广州５１０００６；２．Ｄｅｐｔ．ｏｆ

Ｃａｒｅｙ

４，钟义龙１

ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｍａｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅａｕ．

ｍｏｎｔ，ＴＸ７７７１０－００２４，ＵＳＡ；３．广东省环境信息中心，广州５１０６４０；４．ＵＳＥＰＡ／ＯｆｆｉｅｅｏｆＡｉｒＱｕａｌｉｔｙＰｌａｎｎｉｎｇ＆Ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ＲＴＰ，ＮＣ２７７１１，ＵＳＡ)

摘要：研究了ＣＭＡＱ大气模型在６４位Ｌｉｎｕｘ操作系统上不同ＣＰＵ核心数目并行计算模拟耗时以及结果的差

异情况。研究结果表明，并行计算能大幅缩短ＣＭＡＱ模拟耗时，以１６个ｃＰｕ核心并行处理为性价比最佳值；此

时连续模拟中国区域３７天空气质量状况(分辨率３６ｋｍ、１６７行×９７列、垂直１４层)平均耗时小于１６ｍｉｎ／ｄ，而相同情况下单核模拟耗时大于２ｈ／ｄ；多于１６个核心并行处理时，随核心数量的增加模型性能提升的趋势减缓；

操作系统和参与运算的核心数目对ＣＭＡＱ模型模拟结果没有影响。

关键词：并行计算；空气质量模型；ＣＭＡＱ；Ｌｉｎｕｘ中图分类号：ＴＰ３９

文献标志码：Ａ

文章编号：１００１．３６９５(２００９)０６．２２６６．０４

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

Ａｉｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｄｅｌｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｒｅｓｅａｒｃｈ

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程式。

０引言

ＣＭＡＱ…是美国环保总署(ＵＳＥＰＡ)为仿真分析各种复杂大气物理、化学过程而发展的数学模型。ＣＭＡＱ系统考虑了多种污染物之间的反应过程，并能准确描述大气中复合污染物质浓度的时空分布，适合处理复杂的空气污染问题嵋ｏ。目前ＣＭＡＱ已经在国内外空气质量管理尤其是相关科研中得到了广泛的应用口“…。

如图１所示，ＣＣＴＭ(化学传输模型)是ＣＭＡＱ模型的核心

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图１ＣＭＡＱ核心处理程序组成

输入数据由以下几个子程式生成：经过ＭＣＩＰ(气象化学界面处理器)编译处理后的气象模型(ＭＭ５)数据；经过排放模型(ＳＭＯＫＥ等)处理过的排放源数据，其中大点源的排放数据

收稿日期：２００８．０８．１３；修回日期：２００８ １１一１２家“８６３”计划资助项目(２００６ＡＡ０６Ａ３０８)

基金项目：中美双边合作项目；广东省普通高等学校重点实验室开放基金资助项目：国

作者简介：朱云(１９７２一)，男，湖南长沙人，副教授，博士，主要研究方向为环境模拟与环境信息系统(ｚｈｕｙｕｎ＠ｓｃｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ)：ｕｎＣｈｅ－ｊｅｎ(１９６８－)，男，羡籍中国台湾人，美国Ｌａｍａｒ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ副教影华南理工大学讲座教授，博士，主要研究方向为大气环境模拟及水污染控制；陈春赠

(１９６３ )，男，海南人，高级Ｉ程师，主要研究方向为环境管理与环境信息ｇ统；ＪａｎｇＣａｖｅｙ(１９６６一)，男，美籍中国台湾人，美国环保总署国家科学家，博士。主要研究方向为大气环境污染控制及管理；钟义龙(１９７６一)，男，广东揭阳人，系统分析员，硕士，主要研究方向为环境模拟与信息系统．

万方数据