國外海洋預報動態

夏冬冬，任湘湘（編譯）

（國家海洋環境預報中心，北京 100081）

國外海洋預報動態

夏冬冬，任湘湘（編譯）

（國家海洋環境預報中心，北京 100081）

1 全球海洋資料同化實驗計劃（Global Ocean Data Assimilation Experiment,GODAE）第三次會議

全球海洋資料同化實驗計劃（Global Ocean Data Assimilation Experiment,GODAE）經過10年的發展，已經從實驗階段轉為業務化階段。2011年11月，GODAE第三次大會在巴黎召開，GODAE贊助組，任務工作組和科研工作組對已經取得的進展進行了總結，并對GODAE下一步工作進行了展望。

GODAE OceanView五大任務工作組中的比較和驗證組與觀測系統評估組在美國海軍研究辦公室的贊助下，于2011年7月在加利福尼亞圣克魯茲召開了研討會，研討會上共收到了36份報告。比較和驗證組的主要工作是正在確立模型的比較和驗證技術標準。觀測系統評估組對全球海洋觀測系統進行了評估。海岸帶和陸架海組重點工作為發展近岸海洋預報系統（Coast Ocean Forecast System,COFS）。海洋生態系統監測和預測組的工作相比較于其他任務工作組顯得尚未成熟，主要是由于海洋物理要素與生物要素之間的過程尚不十分清楚，亟需得到GODAE科研團隊的支持。中短尺度耦合預測組正在推進中短尺度耦合預報系統的業務化運行。

GODAE預報系統在分辨率、潮汐混合、表面強迫場、高頻通量等方面進行了改進，并且啟動了物理-生物耦合、海洋-大氣耦合模型的運轉。海冰密集度、潮汐、水色等觀測資料被同化到預報模型中。預報系統在福島放射性污染物泄漏、粒子追蹤、颶風預測等方面得到了應用。

會議還就未來4年的GODAE工作計劃進行了討論，并定于2013年召開下一次會議。

2 美國全球海洋實時預報系統投入業務化運行

2011年10月25日，全球海洋實時預報系統在美國海洋大氣管理局（NOAA）的國家環境預報中心（NCEP）投入業務化應用。該系統基于HYCOM模式構建，成為美國氣象局海洋預報能力的重要支柱。

預報系統每天運行一次，制作時效為6天的預報產品，使用美國海軍海洋學辦公室利用三維變分同化方法制作的逐日初始場。HYCOM模式在赤道的水平分辨率約為9 km；在78.64°S—47°N采用的是麥卡托投影坐標，在47°N以北采用的是北極偶極子。中緯度地區水平分辨率大約為7 km，極區的水平分辨率約為3.5 km。岸線固定在10 m等深線，白令海峽是敞開的。垂向采用32層垂直混合坐標。驅動場使用業務化全球預報系統GFS提供的3 h一次的動量、輻射和降水驅動。輸出結果包括全球海面高度和溫度、鹽度、密度速度的三維結構場，數據格式為NetCDF格式。全球海洋實時預報系統的全球海表海溫和海流數據被美國海岸警衛隊（U.S.Coast Guard，USCG）用于搜救行動，并被美國海洋大氣管理局的響應和恢復辦公室（NOAAOffice of Response and Restoration，ORR）用于危險品泄漏應急響應。

在全球海洋實時預報系統投入業務化使用之前，海洋預報中心（Ocean Prediction Center，OPC）于2011年夏季開始向美國海岸警衛隊和響應和恢復辦公室發布近實時模式數據，以便其為新數據投入正式使用做好準備。海洋預報中心在發布全球實時海洋預報系統數據的同時，還向用戶發布來自美國海軍的業務化預報模式（NCOM）的數據。海洋預報中心致力于使NCOM數據用戶轉而使用全球實時海洋預報系統數據，而美國海軍則希望用全球HYCOM取代NCOM成為其業務化全球海洋模式。利用海洋表層流的實時預報產品，海洋預報中心可以提供更優質的航海安全信息。例如，在強海流向與強風向相反的區域，會產生強浪，對船舶航行造成危害。目前的業務化海浪預報模式沒有對這種強海浪的預報能力（見圖1）。

新的全球實時海洋預報系統可改進這種灣流區的模擬，更加細致的刻畫海洋表層流，海洋預報中心由此可確定這種風向和流向相逆的危害，并能夠向在灣流區的航行活動提供更加優質的航行安全保障服務。

圖1 顯示在北大西洋灣流區經常發生這種危險的海況

3 歐洲中期天氣預報中心新的季節預報系統投入業務化、高性能計算系統升級

歐洲中期天氣預報中心ECMWF（以下簡稱歐洲中心）季節預報系統在經過了重要升級后已經投入業務化運行。為了給用戶提供更加穩定的服務，該系統相對來說平時很少進行升級。此次升級后的新系統向用戶提供原始數值預報數據和圖形兩種產品。

新系統主要在以下幾個方面有改進：采用更高的分辨率（80 km），覆蓋整個平流層、對流層、海洋和陸地表面，更多集合預報樣本（51個），更長的標準時段（30年），產品比過去提前一周發布。

歐洲中心是世界氣象組織指定的季節預報的“全球生產中心”，利用其在數值模型和資料同化方面的技術優勢，提供最好的季節氣象形勢數值預報。其網站上公開發布一些熱帶區域季節預報圖，目前在熱帶區域季節預報的技術最成熟。

歐洲中心從1978年開始使用第一臺超級計算機，至今已有多種系統在歐洲中心的天氣預報中得到應用。本次升級采用IBM公司的產品，IBM公司向歐洲中心交付使用的計算機系統包括一個測試系統、4個計算框架（含12000多個POWER7處理器）和4個磁盤存儲框架（存儲空間超過3P），下一步還將增加13個計算框架。歐洲中心的高性能計算機系統升級的方案為定制兩套獨立的計算機集群，雙集群設計將大幅增強系統的彈性，使系統的維護和升級更加靈活。4個POWER7處理器組成一個節點，8個節點組成一個抽屜，8個抽屜組成1個超級節點。節點之間用高速網絡連接，網絡帶寬23TB/s。

每個計算集群組成為：

24個超級節點，每個超級節點由32個節點組成；

732個“標準存儲”應用節點，每個節點存儲容量為64 G；

20個“大容量存儲”應用節點，每個節點存儲容量為256 GB；

10個備用節點；

6個服務節點；

24567個POWER7處理器；

53TB內存；

系統建成后計算能力將是現有計算系統的3倍左右，理論峰值計算速度約為1500萬億次/s。