2021 Fiscal Year Research-status Report
時間方向並列化と連成カプラーを用いた超高解像度・長期気候シミュレーションの革新
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19K22853
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
八代 尚 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (80451508)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 高性能計算アプリケーション / 数値シミュレーション / マルチスケール / 気候 / 超並列計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに空間解像度の異なる２つの大気シミュレーションを連成させるシステムの構築と改良を進め、連成シミュレーション結果の計算性能面とシミュレーション性能面での解析と調整を進めてきた。この連成システムでは2つの異なる解像度設定をもつ全球大気モデルNICAMのシミュレーションを並行して実行し、風速や気温等の変数をシミュレーション内の適切な時刻でお互いに通信し、それぞれのモデル格子点に合うように空間方向の面積重み付け平均あるいは配分処理（リマッピング）を行う。今年度は
反復計算が多く計算速度をうまく加速化できていないことを問題意識として捉え、２つの解像度間のモデルバイアス傾向の違いを縮めるための追加開発を進めた。研究方針の見直しと研究の実施が遅延していることにより、研究期間を1年延長した。残りの予算を適切に執行し、当初の研究目的である時空間並列による気候シミュレーションの高速化を達成し、成果公表を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は連成シミュレーションの計算時間を延長し、さらなる解析を進めることを計画していたが、初期解析段階において高解像度シミュレーションと低解像度シミュレーションのバイアス傾向の違いが反復回数を増加させ、高速化を達成する障害になっていることが示唆された。そのため研究方針を修正し、構築した連成シミュレーションシステムを用いて低解像度シミュレーションで用いる物理過程スキームのうち、空間スケールの違いを受けて異なるコンセプトのモデルを用いている雲微物理モデルについて、高解像度シミュレーションの結果を用いてデータ駆動科学的アプローチで改良することを試みた。シミュレーション中に雲微物理過程に対する入力・出力データを逐次粗視化しながら連成カプラーを用いて転送し、別プロジェクトにおいて拡充された連成カプラーのPythonプログラム結合機能を用いて、機械学習ライブラリへデータを供給し代理モデルの構築に着手した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究方針の見直しと研究の実施が遅延していることにより、研究期間を1年延長した。残りの予算を適切に執行し、当初の研究目的である時空間並列による気候シミュレーションの高速化を達成し、成果公表を進める。
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| Causes of Carryover |
プロダクト実験実施から追加開発へ研究計画を変更したため、予定していた計算機資源の購入費用が当初よりも少なかった。また、引き続きコロナ禍を理由に多くの学会がオンラインで行われたため、旅費の執行が予定よりも少なかった。これらの費用は次年度へスライドし、特に計算機資源の購入に充てることで執行を進める予定である。
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Research Products
(5 results)
