全球海洋作战系统概述
Eric Dombrowsky
抽象的多个系统计算通常海洋预测开发在全球海洋数据同化实验(GODAE)。他们是用来提供运营服务。这些系统的基石是:(1)输入从空间和原位,获得高质量的观察可测量完成后不久,(2)先进的实际数值模型配置,和(3)有效同化系统,结合观测和物理模型。经常来运作,这些组件被集成到一个整体系统,将使日常操作,并在实时服务交付。我们在座的这些功能,突出他们的特定的特征。
16.1介绍
操作海洋学(以下称为OO)是一个概念,很大程度上推动了GODAE(史密斯和Lefebvre 1997)。操作是广泛使用的一个术语在不同的社区,但它的意义,它的意义的理解是不同的显著的社区之一。这就是为什么对它的精确定义由GODAE避免混乱和不同的解释。后GODAE Stategic计划(IGST 2000),操作是“只要处理日常和定期地与一个预先确定的系统方法和持续监测性能”。
这个定义后,还需要两个重要成分:(1)生产必须定期、系统,和服务时间表必须pre-de-termined以便用户他们会清楚地知道哪些服务,以及如何时,和(2)表演,无论是科学(产品质量)或技术不断监控,确保服务的质量。
大肠Dombrowsky (H)
杜墨卡托海洋,帕洛阿尔托研究中心Technologique运河,爱马仕街8 - 10,31520 Ramonville圣Agne法国电子邮件:(电子邮件保护)
a·席勒g . b . Brassington (eds),海洋学在21世纪,397年投入使用
DOI 10.1007 / 978 - 94 - 007 - 0332 - 2 - _16,©Springer科学+商业媒体帐面价值2011
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- 图16.1操作海洋学实时系统的三大支柱:(1)空间的观察,在.situ测量(2),(3)海洋环流模式耦合与数据同化系统提供海洋预报服务
实时OO系统是基于三大支柱见图16.1:(1)遥感观测系统,(2)原位观测系统,和(3)同化海洋环流模式(OGCMs)结合这些观察和问题的预测服务交付给用户。
本文将专注于开发的系统提供实时OO服务只包括预测海洋物理学。生物地球化学服务和再分析将不考虑。这个简短的介绍后,教派。16.2礼物GODAE操作海洋系统的简要概述。16.3节介绍了操作系统的关键功能元素将输入数据转换成服务交付给用户,通过处理链。这个列表的关键元素及其特征的分析现有的系统在GODAE发达。16.4节礼物然后讨论了OO系统的一些重要的非功能方面。
16.2概述GODAE OceanView海洋作战系统
几个OO系统已经发展在过去的十年。详细介绍这些系统的各个方面可以在报纸上刊登在《海洋学》杂志的特刊,Vol.22-N0.3-Sept 2009年,致力于GODAE。
特别是,Dombrowsky et al . 2009 GODAE实时系统的概述2008年的地位。表16.1给出了以下更新截至2010年3月
表16.1 13 GODAE实时系统的主要特征为2010年1月:BLUElink >(澳大利亚),C-NOOFS(加拿大),ECCO-JPL(美国)、泡沫(英国),HYCOM / NCODA(美国)、墨卡托(法国),MFS(意大利),移动/核磁共振(日本),NCOM和NLOM(美国),NMEFC(中国),RTOFS(美国)和黄玉(挪威)。第一列给这些系统(字母顺序)的名称,第二列的名称OGCM使用,第三列的报道,全球和/或区域,列4的水平分辨率OGCM配置使用,列5垂直分辨率的主要特征(类型、层数/层),和最后一列数据同化系统的类型。我们在红色的系统增强全球覆盖和蓝色的艾迪的系统解决能力(阈值1/10°)。一个可以表示我们现在3系统提供艾迪解决全球海洋预报服务
表16.1 13 GODAE实时系统的主要特征为2010年1月:BLUElink >(澳大利亚),C-NOOFS(加拿大),ECCO-JPL(美国)、泡沫(英国),HYCOM / NCODA(美国)、墨卡托(法国),MFS(意大利),移动/核磁共振(日本),NCOM和NLOM(美国),NMEFC(中国),RTOFS(美国)和黄玉(挪威)。第一列给这些系统(字母顺序)的名称,第二列的名称OGCM使用,第三列的报道,全球和/或区域,列4的水平分辨率OGCM配置使用,列5垂直分辨率的主要特征(类型、层数/层),和最后一列数据同化系统的类型。我们在红色的系统增强全球覆盖和蓝色的艾迪的系统解决能力(阈值1/10°)。一个可以表示我们现在3系统提供艾迪解决全球海洋预报服务
OGCM |
域 |
水平 |
垂直 |
同化 |
|
BLUElink > |
妈妈4 |
全球 |
1°G |
47 z-levels |
合奏OI |
区域 |
°R 1/10 |
||||
C-NOOFS |
尼莫 |
可以。Atl。 |
1/4° |
50 z-levels |
没有一个 |
ECCO-JPL |
麻省理工学院OGCM |
全球 |
1°x 0.3° |
46 z-levels |
卡尔曼 |
过滤器+平滑 |
|||||
泡沫 |
尼莫 |
全球 |
1/4°G |
50 z-levels |
分析校正 |
区域 |
R 1/12 |
||||
HYCOM / |
HYCOM |
全球 |
°1/12 |
32混合 |
多元OI |
NCODA |
|||||
墨卡托投影 |
尼莫 |
全球 |
1/4°+ 1/12°G |
50 z-levels |
寻求过滤器 |
区域 |
°R 1/12 |
||||
MFS |
尼莫 |
地中海。 |
°1/16 |
71年z-levels |
3 d-var |
移动/核磁共振 |
MRI.com |
全球 |
1°G |
50 z-levels |
3 d-var |
区域 |
1/2°+ 1/10°R |
||||
NCOM |
砰的一声 |
全球 |
°1/8 |
42混合 |
2 d-oi + 3 d-var |
NLOM |
NLOM |
全球 |
°1/32 |
6 + 1层 |
2 d-oi |
NMEFC |
圈/中科院 |
Tr, Pac。 |
2°x 1° |
14 z-levels |
3 d-var |
RTOFS |
HYCOM |
Atl。 |
4-18公里 |
26个杂交 |
3 d-var |
黄玉 |
HYCOM |
Atl。+北极 |
16公里 |
22混合 |
EnKF 100个成员 |
主要特点的系统提出了其发展仍在计划后所做的功国际GODAE转向团队(IGST): GODAE OceanView (Le Traon et al . 2010年)。
我们看到在这个表,有13个系统,该系统由OceanView伙伴提供实时预报服务,在世界各地的多个国家:雷竞技手机版app
•在美国,有几个系统由几个机构:
ECCO在喷气推进实验室,
——HYCOM / NCODA NCOM和NLOM系统由美国海军在NAVOCEANO,
在NOAA - RTOFS系统操作,
•在欧洲不同国家的多个系统操作:雷竞技手机版app
——泡沫由Metoffice在英国
在法国,墨卡托由墨卡托海洋
在意大利,MFS由例如
黄玉由·东和满足。没有在挪威
•在澳大利亚BLUElink >由气象局
•在加拿大C-NOOFs由加拿大渔业和海洋(柴油)
中国•NMEFC系统由国家海洋环境预报中心(NMEFC)
•在日本移动/核磁共振的日本了。机构(日本)。
读者可以参考Dombrowsky et al . 2009年的论文找到更多的细节和参考使用的建模和同化工具。
只有少数系统已经开发出全球艾迪解决能力,如美国海军和海洋墨卡托艾迪解决全球系统运作。这主要是由于计算机资源限制(下面讨论)。为了达到艾迪解决水平分辨率,几个中心已经开发和运营区域高分辨率配置在他们感兴趣的地区,这是嵌入在大规模配置。例如,移动/ MRI实现了一整套系统降尺度从全球配置1°水平分辨率北太平洋,然后在当地地区1/10°的兴趣,即黑潮区域。
在美国,美国国家海洋和大气管理局和美国海军现在专注于根据HYCOM配置常用工具的发展,将逐步取代现有的系统(例如NLOM和NCOM)。
在欧洲,在通过(全球环境与安全监测欧洲计划,见2007 Ryder), OceanView伙伴(与其他non-OceanView伙伴),目前正在开发一个综合能力为用户提供海洋核心服务。这些发展发生在MyOcean Bahurel et al(2010) 3年项目由欧洲委员会资助。MyOcean于2009年早期开始,旨在建立在现有的资产,其中包括GODAE,欧洲海洋核心服务的基地。
此外现有产能,其他国家已经操作,或计划项目实现这样的系统,包括巴西和印度。雷竞技手机版app他们没有列在这里,因为即使他们可能很快就会加入OceanView,他们还没有它的一部分。OceanView的目标之一是包括这些新兴操作海洋学球员一旦他们的案件。OceanView的最低要求是(1)多年国家支持运营海洋发展国内强大的科学基础,和(2)愿意加入OceanView。
16.3面向对象系统的关键功能16.3.1观察,模型和数据同化16.3.1.1质量近实时输入数据
OO系统运行,一个需要输入的观察和大气强迫的特征是:高质量的实时和高可用性。
这是其中一个最突出的OO的挑战,因为没有这些输入,是不可能指望OO系统的性能(如预测技能)。
海洋观测主要用于两个目的:
•同化,保持系统模拟海洋状态尽可能接近真正的海洋国家,因为它是观察,
•验证的产品。
现有的面向对象系统的观察认为是:
•遥感:如表面高程、表面温度、海洋颜色,冰浓度和漂移。
•原位:如从阿尔戈分析器的温度和盐度,XBTs,连续油管,漂流浮标、停泊站。
这些观察,需要获取数据质量控制(QC),加工后尽快测量与最先进的算法来完成一个质量与可以在推迟模式中,获得和传播及时OO中心。
专用加工中心已被设置来处理这些观察期间GODAE观察上面列出的大部分。这是强有力的国际组织和努力的结果,需要在长期追求。
通常使用的数据点测量。一些系统使用也grid-ded产品。这是使用的情况下例如当同化系统不够先进处理点测量。在这种情况下,离线网格程序被认为是有用的。然而,我们的目标是发展观察操作符允许处理数据尽可能的测量,为了考虑到大部分的空间/时间信息包含在观察。
观察有时会坏的,例如当传感器本身有问题,或实时处理。在这种情况下,数据必须被质量控制过程中,因为任何错误数据进入系统可以创建,如果不能拒绝,杂散特性分析领域,这样的坏数据整合后,经济复苏可能会持续很长一段的影响消失之前,一个最终可能永远不会完全实现。
另一方面,尽可能多的良好的数据进入系统,因为系统性能的观察是至关重要的,他们太稀疏(海洋及其变化在很大程度上是在采样与现有的观测系统)。任何数据丢失是有害的的服务质量(几乎没有冗余观测系统)。这是OO不得不面对的主要挑战之一:拒绝所有糟糕的数据,但拒绝尽可能少好数据。这是输入数据质量控制的作用,所述2010年卡明斯(参考这本书)。
虽然有些GODAE中心开发了自己的观察采集和处理的能力,比如高度计数据融合中心(ADFC)美国海军的高度计数据系统,有些人依靠专门的中心,专门用于处理这些观察问题,如物理海洋学分布式有源档案中心(PO.DAAC)或数据Unifica和高度计组合系统对高度计(DUACS),科里奥利的原位观察,或全球高分辨率海洋表面温度(GHRSST)传播海洋表面温度的观察。
至于实时观测流向OO中心而言,仍有进一步改进的空间减少测量时间和可用性之间的延迟观测同化,今天范围从几小时到几天,根据观测类型。
16.3.1.2迫使字段
除了观察,大气强迫字段是必需的在过去、现在和未来(预测)。他们来自输出的数值天气预报(NWP)服务,为大气变量在高层大气中用于交互计算(批量公式)的热量,动量和/或淡水通量,或直接作为这些通量的估算。在后一种情况下,这些估计的数值天气预报服务通常考虑海洋这不同于真正的稳定,和OO系统的模拟。这可能创建虚假的效果,如在海洋上积累的偏见(没有retro-action海洋对大气的非耦合系统)。
附近的过去,遥感数据也可以用于计算强制条款,包括风和卫星观测地表温度。
更详细的输入数据,请参阅Ravichandran 2010;Le Traon 2010年和2010年Josey(本书中引用)
有几个选项使用大气强迫其中有:
•包括或不高频率(3-hour-ly分析日常循环,使用小时,6小时或每天字段),
•合并迫使与观测追算,
•延长海洋预报范围超出了大气预报范围:对气候强迫恢复,使用不同的方法:如墨卡托海洋和美国海军,
•在房子使用大气模型(例如:NOGAPS为美国海军系统),
•运行耦合系统(例如:摘要RTOFS热带气旋系统)。
一些OceanView OO系统由大都会博物馆机构本身;他们使用自己的数值天气预报产品。是这种情况的例如Metoffice(英国),NOAA / NCEP(美国),MRI /气象厅(日本),BoM(澳大利亚)和EC(加拿大)。其他系统依靠外部数值天气预报系统,如墨卡托海洋(法国)、MFS(意大利),黄玉(挪威)使用ECMWF产品和NMEFC(中国)使用NCEP产品。
16.3.1.3模型配置
模型配置需要进行预测,即估计在未来海洋状态及其演化。这个函数的目标是提供预测估计比气候学和比持久性(使用短时预测估计和假设不需要美国所有企业提供时间演化预测未来)。
能发出预报(甚至一个短时预测,需要美国所有企业提供实时观测以来可用一些延迟),海洋数值动力学模型是必要的。过去,一些系统是基于简化模型(例如quasi-geostrophic的),但现在,由于计算能力的提高和社区发展中最先进的编码的出现,所有系统使用数值OGCM解决原始方程。
一个关键的一点是,应该使用一个OGCM代码和开发的一个大型社区适合OO,最好包括科学家的学术研究社区。例如,尼莫(欧洲造型海洋的原子核)代码往往是主要由OO采用欧洲中心,由于共同努力维护这段代码在科学和运营社区。同样,HYCOM(混合协调海洋模型)目前主要采用OO中心在美国,受益于投资的大型社区。
这些OGCMs有几个不同的实现,包括垂直坐标系统,混合方案、边界层,湍流闭合自由表面,平流方案。然而,有一个共同的需求:
•这些代码必须实现现实的配置,这意味着有好的水深数据集(和全球系统,网格解决北极奇点,比如三极的网格见图16.2)
•必须有效的计算和数值方案(例如实现显式parallelisation通过消息传递接口(MPI)和域分解技术),因为需要减少运行时间之间的参考日期最后数据进入系统,和的时间服务交付给用户(时效性)。
这些配置的水平分辨率可能艾迪解决,艾迪允许或低分辨率取决于需求和计算能力。是承认涡流解决(艾迪解决系统),水平分辨率应该至少1/10°。这些配置都是盆地或全球规模,再根据需求和能力的中心。表面附近的垂直分辨率普遍增强,与一组O(50层)。
OO系统中使用的细节模型可以在巴尼尔(2010),找到Chas-signet(2010),和赫尔伯特(2010)在同一本书(引用)。
短程(几天)天气预测通常是确定的,用一个模型运行从初始条件得到同化方案(分析),并迫使大气预测天气。预测范围主要限于大气预测范围天气迫使(可用性)。然而,预测能力已经证明了海洋大气的可预测性尺度之外:例如美国海军系统,Smedstad et al . 2003(20 - 30天),恢复气候迫使天气预报范围之外。此外,一些研究表明,使用非确定性海洋大气预测可以提高可预测性(Drillet et al . 2009年)。
图16.2的例子所使用的网格解决北极奇点墨卡托和泡沫。网格是一个三极的虎鲸网格(Madec和Imbard 1996)。这是一个经典的墨卡托方格网一个给定的纬度在北半球。然后,它顺利发展向偶极网格,奇点的大洲。为了可见性,只显示网格线实际使用的子样本。类似的三极的网格用于美国全球HYCOM配置
图16.2的例子所使用的网格解决北极奇点墨卡托和泡沫。网格是一个三极的虎鲸网格(Madec和Imbard 1996)。这是一个经典的墨卡托方格网一个给定的纬度在北半球。然后,它顺利发展向偶极网格,奇点的大洲。为了可见性,只显示网格线实际使用的子样本。类似的三极的网格用于美国全球HYCOM配置
然而,大多数海洋短期使用确定性大气强迫确定性预测发行。
更长时间尺度(从月气候年代际运行),OGCM通常加上大气GCM,最终其他地raybet雷竞技最新球系统组件模型,如水文和冰,以确保所有这些组件之间的交互。
合奏等其他方法(统计)预测大气中使用,或合并的几个预测由多个系统通过超级合奏技术(克里希那穆提等1999)还不太发达海洋预报中心。他们可能会在不久的将来开发作为补充天气确定性预测。
16.3.1.4高效的同化技术
在OO,同化系统的目的是实现两个目标:(1)提供最好的初始条件确定的预测,和(2)提供轨迹模型最适合过去的观察,为了有最好的信息可能对海洋的国家在过去,最终达到实时。因此,同化方案合并观察和前面的模型预测(也称为背景状态),考虑到其相对误差特征通过一个分析程序,提供最好的组海洋变量在模型空间需要初始化运行预测模型。
请注意,这两个目标不一定是兼容的,并且最好的模型轨迹不一定会提供最好的模型预测的初始条件。第一个目标申请操作预测活动,而第二个涉及更多的再分析活动。
大多数分析计划是基于最佳线性无偏估计(蓝色)理论等最优插值(OI),卡尔曼滤波器(KF)变分算法(VAR)及其变体,如连续平滑,考虑未来的观测分析。这些同化方案设计计算的最佳设置权重加权平均的应用背景状态(先前的预测)和观察,考虑他们的错误特征。
所有这些计划作为一个接一个的预测/分析周期,创建一个不连续的轨迹,与典型的锯齿形状的更新周期间隔。为了避免相应的冲击模型的轨迹,增量分析更新(IAU,看到开花et al . 1996年)介绍了在几个操作同化系统。基本上由添加小的一部分在每个时间步长增量对于一个给定的时期(通常从几小时到几天)强迫项,而不是添加完整的增量在给定的时间步长。这导致一个平滑的轨迹,限制冲击后的瞬态分析。对应的是这个轨迹不再是后控制方程的液体,国际天文学联合会期间。
4 d-var方案不同,因为他们的目标是得到最好的连续模型的轨迹符合观测的同时保持身体平衡:没有统计增量模型集成过程中他们由优化轨迹改变的一些系统的自由度(如初始条件、大气强迫等),利用凸优化(二次成本函数最小化)。他们需要使用伴随模型减少最小化成本(成本函数的梯度计算只有一个向前和向后集成模型及其伴随的)。目前还没有实现这样一个4 d-var方法在OO预报中心。
更详细的同化理论和实践方面,看到Zaron 2010;Brasseur摩尔2010年和2010年在同一本书(引用)。
之间有一个明显的竞争模型分辨率和同化方案的复杂性。OO这个函数的一个关键方面是有一个好的平衡的计算成本模型和同化方案。
例如,应用一个O(100)成员合奏卡尔曼滤波器将模型计算成本乘以O(100),而翻倍的水平分辨率将成本乘以O (10)。自模型分辨率也是一个关键限制因素的预测技巧对于很多应用程序,大多数系统都是基于同化方案相同的数量级是谁的计算成本的一个模型。例如,美国海军和墨卡托海洋开始的发展区域高分辨率模型相当简单的同化系统,直到计算机能力允许实现更复杂的同化方法和全局模型。
GODAE系统内的黄玉系统在挪威是一个例外。已经实施一个先进(昂贵的)同化方案(合奏卡尔曼滤波器)以来,从一个相当温和的水平分辨率模型配置,并提高计算能力的进化。
16.3.2产品生成和质量监控
原始模型的产品通常是文件包含海洋变量对模型的计算网格。计算网格不一定是足够的对于大多数应用程序。他们可以交错(荒川网格),旋转,拉伸,不规则,可能随时间(如等密度线的垂直坐标HYCOM)。
因此,后期处理原始模型的输出通常需要创建数值产品,更方便用户。这个函数可以包含在标准网格重新映射,瓷砖,平均,应用文件名称和格式约定,将模型变量转换为面向用户的产品。
这个函数是重要的为用户提供服务。然而,可能是因为目标用户和提供的服务是特定于每个OceanView中心,有各种各样的实现这个函数的OceanView系统。
我们看到上面的函数(模型、同化)创建的原始产品用于提供服务是当前科学知识的前沿。此外,产品的质量取决于输入数据的数量和质量。这两个原因是足以意味着系统产品的实现质量控制和监控。主要有两个时间尺度考虑:
•短循环验证:需要检查模型的输出和产品传播到用户之前,
•长循环验证:产品的质量变化缓慢,例如,偏见在水中的质量会出现几个月后,或季节性偏见还可以开发。
第一类包括自动化质量控制等与预定义的阈值,和软件辅助人类知识例如基于自动化的图形,指标和指标生成,和交互式查看。
例如,墨卡托海洋运营商遵循常规的控制程序来执行例行检查每次执行预期的产品。这些控制是基于图像和诊断系统自动生成的,运营商与模板和阈值提供了一个操作验证手册。这让他们检查日常生产是否符合所能预期的系统。为了定义的引用,科学家们负责系统开发的执行很长(至少一年,最好是多年)追算同化与一个准确的实时系统的集成。这个引用追算模拟用于校准验证阈值不同,和定义的参考提供给运营商实时程序验证的操作验证手册。然后,一旦系统日常操作,需要平均不到1 h(挂钟)来验证所有的全球和区域预报产品。在怀疑的情况下,运营商还可以进一步研究产品的质量与交互式可视化4 d字段快速浏览查看软件(也可以与观察,气候学,迫使字段,放大区域,在深度、等)。在极限情况下他们发现异常,他们不能解决与预定义的程序,他们称之为专家(科学家)来进一步研究这个问题,以解决这个问题,尽快恢复正常操作。
第二类是基于常规控制质量研究,观察区域,或特定的现象正在发生的事情的真正的海洋,或机会(例如一个地区的一个科学活动)。这些研究可以包含比较与其他系统(GODAE内已经完成,看到埃尔南德斯等人2009)。在任何情况下,这些质量控制研究必须尽可能详尽的(所有地区、所有季节和所有现象)。这是非常昂贵的在人力资源方面,只能提供,如果有一个强大的用户和科学界的参与。
16.4非功能性方面16.4.1操作资源
系统必须运行在一个常规基础与常数和系统监控所表演的操作性定义中给出介绍。这意味着操作资源是必要的,以确保服务的连续性。这关系到资源(计算、存储和网络)也是人。员工致力于这些任务是参与,与备份,以防人由于各种原因不能去上班。这样的活动不能完成研发类型的员工只和不兼容的“尽最大努力”的方法。
此外,最好的研发系统可能不适合操作的目的。例如,一个系统,得到很好的结果在大多数情况下,但这并不总是收敛不会使提供持续的服务。
实现一个面向对象系统中,必须定义性能目标而言,不仅产品质量(科学性能),而且服务可用性。经营活动包括连续测量的有效表现相对于目标,和测量的进展(至少不回归)在每个系统升级。
16.4.2研究和开发
我们今天可以实现之间的差距(科技推动)和用户的需要(用户拉)仍然是大对于某些应用程序,为了更好地满足用户的需求的精度和性能,OO系统必须基于成分的前缘研究等先进的模型和同化技术如上所述。
希望可以和不断减少这种差距,由于我们的知识和工具的进步。这是可以做到的如果有足够的OO发展相关的研究工作。这就是为什么大多数OceanView集团拥有强大的内部研发努力支持他们的操作系统。
16.4.3用户参与
OO系统向用户提供服务,其服务质量的反馈是非常重要的服务持续改进的良性循环。所有成功的面向对象系统开发GODAE内部有一个强大的用户基础。支持用户,例如,海军的发展发挥着重要作用在GODAE OO几个国家如美国、澳大利亚、加拿大、英国和法国。
然而,得到这个反馈是组织,通过实际接触用户的面向对象开发。
16.4.4高性能计算设备
正在运行的系统涉及艾迪解决盆地规模模型配置与血统同化方案需要高性能计算设备。
例如,1/12°墨卡托海洋全球模型3059 * 4322 * 50网格点,即O(109)网格点。相应的三维数组(一个变量,e。g温度)代表5.3 GB在计算机内存。相应的系统的总内存大小(同化和模型)的1 TB的顺序。
这个系统运行每周追算2周,2分析,它有一个向后IAU(这意味着每个同化周期模型运行两次),然后7天预报是发行。它运行在4个节点(64处理器)Meteo-France NEC SX-9机器。该模型仅需要1 h(挂钟)每周(时间步非潮汐模型是480秒),每个分析需要0.75 h(挂钟)。这意味着约9 h(2分析,诊断35天模型和计算)运行每周提供天气预报。
加倍的决议,以更好地满足用户的需求为1/12°几乎足以解决物理他们感兴趣,就意味着乘以4倍大小(记忆)和8倍CPU时间在同一台计算机上的必要性。
这说明了计算资源是关键限制因素全球高分辨率海洋操作系统的发展,以及高性能计算的设施需要能够运行这样的系统。希望定期计算能力增加,后实证法,最初介绍了摩尔在1965年(被称为摩尔定律)通常承认可用的计算能力每18个月翻一番。
16.4.5存储、传播和服务交付能力
OO系统产生大量的数据,需要物理存储提供服务。
例如,墨卡托海洋全球1/12°系统所产生的体积是0.5结核病每周和总量将归档在2010年由墨卡托海洋对应于60结核病。
生产和归档这些数据将是无用的没有使他们快速和方便地访问用户。
这个问题经常产生的数据在实时和过去的数据必须存档以(1)提供服务在过去的数据(公共用户请求),(2)评估系统的性能升级在长远来看,和(3)计算气候数据集(一个其他常见的用户请求)。
问题不仅是存储容量的问题,而且有效的访问数据存储的问题。这意味着有一个有效的系统需要及时启用用户直接访问他们需要的信息。如此大的数据集不能交付给任何人通过简单的“ftp-like”下载,特别是对于那些没有一个强大的能力。
这些数据对用户有用的,有效的传播系统基于(1)大型实时数据存储库的快速访问和大型互联网带宽能力,(2)函数来帮助用户浏览档案(目录、库存、文档和元数据),预览数据,提取他们所需要的(有效子设置、聚合、提取和重新映射工具)需要实现。
希望,一些技术(比如像简化/ THREDDS,拉斯维加斯,与大数据共享系统)存在,是高效和迅速发展后OO系统的发展的步伐。
除了软件工具,人类组织必须到位:服务台(或服务台)帮助用户与数据,注册请求,并确保服务交付。这意味着一个电话号码,电子邮件地址,人的名字叫必须交付给用户。这意味着一个特定的组织,也有专门的人致力于这些任务,必须设置传播产品的中心。这是一个操作函数。
16.5结论
我们已经看到这里操作海洋学系统存在。他们已经在一些国家由于发达国际协调的发展雷竞技手机版app海洋观测系统,由于在GO-DAE协调行动。今天,13系统3全球艾迪解决系统经常在运营中心,并为用户提供常规高质量运营服务。
其他系统将出现并加入这个国际努力在不久的将来在GODAE OceanView。
所有这些发展都不可能没有国际努力把海洋观测系统,包括测高法和阿尔戈自治原位测量,和接近实时的交付高质量的数据从这些观测系统。
所有操作系统提供实时海洋预报服务是基于最先进的海洋模型和同化技术,在现有知识的前沿在这些学科。这意味着OO无法进一步发展没有强大的研发工作。
预测系统运行在一个操作情况下意味着有一个严格的工程方法设计和实现这些系统。我们提出的主要特征主要科学功能(如模型、同化),是目前实现的,更具体地说,计算效率要求应用这些功能能够有一个好的科学之间的平衡性能和服务交付的及时性,在OO上下文是非常重要的,可能不太重要的学术研究或再分析的目的。
引用
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