Параллельная реализация локального ансамблевого фильтра Калмана для усвоения атмосферных данных
Авторы: Мизяк В.Г., Шляева А.В., Толстых М.А.
Опубликовано в выпуске: #6(18)/2013
DOI: 10.18698/2308-6033-2013-6-1102
Раздел: Информационные технологии
Одним из основных путей уменьшения ошибок численного прогноза погоды является улучшение оценки состояния атмосферы, используемой в качестве начальных данных для прогностической модели. Вычислительная сложность алгоритмов усвоения данных диктует необходимость их эффективной параллельной реализации. В работе описана параллельная реализация алгоритма усвоения данных с помощью локального ансамблевого фильтра Калмана с преобразованием ансамбля. Приведены результаты ускорения и эффективности параллельной реализации. Показано, что неравномерное распределение вычислительной нагрузки между процессами ограничивает эффективность параллельного алгоритма.
Литература
[1] Evensen G. Sequential data assimilation with a nonlinear quasigeostrophic model using Monte-Carlo methods to forecast error statistic. J. Geophys. Res., 1994, vol. 99, pp. 10143-10162
[2] Kalman R.E. A new approach to linear filtering and prediction problems. Journal of Basic Engineering, 1960, vol. 82, pp. 35-45
[3] Hunt B.R., Kostelich E.J., Szunyogh I. Efficient data assimilation for spatio-temporal chaos: a Local Ensemble Transform Kalman Filter. Physica D, 2007, vol. 230, pp. 112-126
[4] Gaspari G., Cohn S.E. Construction of correlation functions in two and three dimensions. Quarterly Journal of Royal Meteorological Society, 1999, vol. 125, pp. 723-757
[5] Bishop C.H., Etherton B.J., Majumdar S.J. Adaptive Sampling with the Ensemble Transform Kalman Filter. Part I: Theoretical Aspects. Monthly Weather Review, 2001, vol. 129, pp. 420-436
[6] Miyoshi T., Yamane S. Local Ensemble Transform Kalman Filtering with an AGCM at a T159/L48 Resolution. Monthly Weather Review, 2007, vol. 135, N 11. pp. 3841-3861
[7] Szunyogh I. et al. A local ensemble transform Kalman filter data assimilation system for the NCEP global model. Tellus A, 2007
[8] Толстых М.А. Глобальная полулагранжева модель численного прогноза погоды. Обнинск, ОАО ФОП, 2010, 111 с.
[9] Корж А.А. SHMEM+ на суперкомпьютерах BLUE GENE/P и "Ломоносов". Вычислительные методы и программирование, 2010, с. 123-129