近日，自然資源部國家海洋環(huán)境預(yù)報中心宣布了一項重大決策，其自主研發(fā)的“媽祖”系列海流和海浪數(shù)值預(yù)報模式源代碼，已在第九屆世界媽祖文化論壇期間正式向全球開源。此舉標志著中國在海洋預(yù)報業(yè)務(wù)和海洋科學(xué)研究領(lǐng)域，再次貢獻出獨特的智慧與方案。

據(jù)了解，數(shù)值模式作為海洋預(yù)報業(yè)務(wù)和海洋科學(xué)研究的基石，其地位與“芯片”在信息產(chǎn)業(yè)中不相上下。國家海洋環(huán)境預(yù)報中心憑借高水平的科技自立自強，歷經(jīng)數(shù)年的潛心研發(fā)，成功完成了“媽祖”系列自主海流和海浪數(shù)值模式的階段性開發(fā)工作。這些創(chuàng)新成果分別在2021年和2023年被評為“中國海洋十大科技進展”，彰顯了其卓越的技術(shù)實力。

“媽祖?海流”和“媽祖?海浪”數(shù)值預(yù)報模式分別于2021年和2023年投入業(yè)務(wù)化運行。自運行以來，它們不僅在今年的臺風(fēng)應(yīng)急工作中發(fā)揮了重要作用，還成功推廣至印尼、孟加拉國等國的氣象與海洋部門。這是我國完全自主可控的海洋數(shù)值預(yù)報模式首次走出國門，向世界展示了中國海洋科技的力量。

“媽祖?海流”模式在模式動力框架、并行計算等方面具有創(chuàng)新性，實現(xiàn)了海水質(zhì)量守恒、圖拓撲并行通信和GPU加速等關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)過三年的實踐檢驗，其在海表面溫度、海表面高度異常以及溫鹽垂直結(jié)構(gòu)等方面的預(yù)報效果已達到國際領(lǐng)先水平。這一模式的成功，標志著我國在海洋環(huán)境預(yù)報領(lǐng)域取得了重大突破。

“媽祖?海浪”模式則基于球面質(zhì)心泰森多邊形網(wǎng)格，并發(fā)展出相應(yīng)的有限體積平流方案。通過改進海浪源函數(shù)方案，以及采用MPI并行和GPU并行加速技術(shù)，構(gòu)建了全球區(qū)域一體化的第三代海浪譜數(shù)值模型。這一模式在海浪譜有限體積平流算法以及異構(gòu)并行計算技術(shù)等方面取得了創(chuàng)造性突破，有效解決了海浪數(shù)值模型計算量大、耗時長的難題。經(jīng)過國內(nèi)外專家的評審和業(yè)務(wù)化運行評估，“媽祖?海浪”的預(yù)報效果與國際主流海浪模式WaveWatch III相當(dāng)，展現(xiàn)出了強大的競爭力。