Новая версия модели Energy Exascale Earth System Model (E3SM) в два раза быстрее, чем её более ранняя версия, выпущенная в 2018 году.
Модели земных систем имеют разрешение в масштабе погоды и используют современные компьютеры для моделирования аспектов изменчивости климатической системы Земли и прогнозирования десятилетних изменений, которые критически повлияют на энергетический сектор США в ближайшие годы.
Версия 2 модели Energy Exascale Earth System Model (E3SM2) значительно быстрее, чем её предшественница, она была представлена ​​широкому научному сообществу 28 сентября. Проект E3SM поддерживается Научным отделом биологических и экологических исследований Министерства энергетики США.
«E3SMv2 быстрее и лучше, чем E3SMv1», - сказал учёный из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) Крис Голаз (Chris Golaz). «Она примерно в два раза быстрее на идентичных машинах, в четыре раза быстрее на машинах, которые у нас есть сейчас, по сравнению с тем, что у нас были для E3SMv1. От поколения к поколению модели земных систем, как правило, становятся лучше, но при этом немного медленнее, поэтому то, что новая версия быстрее имеет важное значение».
Земля с её бесчисленными взаимодействиями атмосферы, океанов, суши и льда представляет собой чрезвычайно сложную систему для исследования. Моделирование земной системы включает в себя решение аппроксимаций физических, химических и биологических управляющих уравнений на пространственных сетках с разрешениями, которые настолько малы по масштабу, насколько позволяют вычислительные ресурсы.
«E3SMv2 позволяет более реалистично моделировать настоящее, что даёт нам больше уверенности в моделировании будущего», - сказал Дэвид Бейдер (David Bader), учёный LLNL и руководитель проекта E3SM. «Увеличение вычислительной мощности позволяет нам добавлять больше деталей к процессам и взаимодействиям, что приводит к более точному и полезному моделированию, чем в предыдущей версии».
Проект E3SM надёжно моделирует аспекты изменчивости земной системы и прогнозирует десятилетние изменения, которые критически повлияют на энергетический сектор США в будущем. Эти критические факторы включают: а) региональные температуры воздуха / воды, которые могут вызвать нагрузку на энергосистемы; б) наличие воды, влияющей на работу электростанции; в) экстремальные явления круговорота воды (например, наводнения и засухи), влияющие на инфраструктуру и биоэнергетику; и г) повышение уровня моря и прибрежные наводнения, угрожающие прибрежной инфраструктуре.

E3SMv2 улучшает отображение осадков и облаков. «В частности, то, как облака меняются в более тёплом климате, гораздо более реалистично», - сказал Голаз.
Кроме того, улучшено разрешение за счёт более мощных компьютеров. Теперь есть две полностью связанных конфигурации: 100-километровая атмосфера с глобально однородным разрешением и разрешение регионально уточнённой модели (RRM) с 25 км над Северной Америкой и 100 км в других областях. Уточнённая конфигурация сетки особенно хорошо подходит для приложений DOE.
«Благодаря улучшениям производительности конфигурация RRM E3SMv2 работает так же быстро, как E3SMv1 в конфигурации со стандартным разрешением (100 км) несколько лет назад. По сути, мы получаем гораздо более высокое разрешение «бесплатно», - сказал Голаз.
Сейчас команда проводит серию расчётов с E3SMv2. Члены команды «отработали» несколько тысяч лет и планируют охватить ещё несколько тысяч.

Ссылка: https://www.llnl.gov/news/updated-exascale-system-earth-simulations