海洋,蕴藏着丰富的资源,也潜藏着风暴潮、海啸、赤潮等自然灾害的威胁。为提升我国海洋灾害的预警预报与应急响应能力,国家海洋局第二海洋研究所(以下简称“海洋二所”)与中科曙光强强联合,共同建设了“海洋实时处理与数值化预报系统 数据处理和存储支持服务”平台。这一举措标志着我国在海洋防灾减灾领域的数字化、智能化进程迈出了坚实一步,为守护海岸线安全、保障经济社会可持续发展提供了强有力的科技支撑。
海洋灾害预报预警是一项对时效性、准确性要求极高的系统工程。它依赖于对海量、多源、实时的海洋观测数据(如卫星遥感、浮标、岸基雷达、船舶等数据)进行快速汇聚、融合处理与深度分析,并驱动高分辨率的数值预报模型进行模拟预测。传统的数据处理模式往往面临数据吞吐量大、计算复杂度高、存储需求庞大、时效性难以保证等挑战。
海洋二所与曙光共建的该系统,正是针对这些核心痛点,打造的一体化解决方案。该系统深度融合了曙光在高效计算、海量存储与先进数据中心基础设施方面的领先优势,以及海洋二所在海洋科学、观测技术、数值模拟与灾害预报领域的深厚积累。
系统的核心能力与创新点主要体现在以下几个方面:
- 实时数据汇聚与高效处理: 系统建立了高速数据接入通道,能够实时接收并整合来自天基、空基、海基、岸基的立体观测网络数据。依托曙光的高性能计算集群,对原始数据进行快速质检、标准化、融合与同化处理,将“数据流”迅速转化为可供模型使用的“信息流”,极大缩短了数据预处理时间,为后续预报争取了宝贵窗口。
- 高性能数值预报与模拟: 系统为高分辨率、多要素的海洋数值预报模型(如风暴潮、海浪、海流、水温盐度预报模型等)提供了强大的算力支持。通过并行计算优化,能够在短时间内完成复杂的大规模数值模拟运算,生成未来数小时至数天的精细化海洋环境与灾害预报产品,显著提升预报的时空精度和提前量。
- 智能分析与预警发布: 在基础预报产品之上,系统集成了智能分析模块,能够对关键指标进行自动判识与阈值预警。例如,自动识别风暴潮增水超过危险水位、海浪波高达到警报标准等,并快速生成直观的预警图表与报告,支持通过多种渠道向决策部门与公众发布,提升应急响应的速度和针对性。
- 海量数据存储与管理: 海洋数据具有体量巨大、增长快速、多源异构、长期保存价值高的特点。该系统构建了分级分类的海量数据存储管理体系,采用高性能并行存储系统,满足实时处理对I/O的高带宽、低延迟需求;同时配备大容量近线及归档存储,确保历史数据与再分析数据的长期、安全、可靠存储与高效检索,为海洋科学研究、预报模型改进积累宝贵的数据资产。
- 一体化平台与服务支持: 整个系统以“平台化、服务化”的思路构建,提供了从数据接入、处理、计算、存储到产品制作、可视化、分发的一站式服务能力。强大的后台支持服务保障了系统7x24小时稳定可靠运行,并能根据业务需求进行弹性扩展和持续优化。
深远意义与未来展望
海洋二所与曙光的此次合作,不仅是信息技术与海洋科学交叉融合的典范,更是国家提升海洋灾害防御能力的战略性基础设施建设项目。该系统的建成与投用:
- 显著增强了灾害预警能力: 为沿海地区应对台风、风暴潮等极端海洋事件提供了更早、更准、更细的决策依据,有力保障人民生命财产安全。
- 提升了海洋环境认知水平: 通过对实时与历史数据的深度挖掘与分析,加深了对海洋动力过程、生态环境变化规律的理解。
- 促进了海洋科技创新: 为海洋数值模型发展、预报方法改进、人工智能应用提供了先进的试验平台和算力数据基础。
- 服务了海洋经济发展: 精准的海洋环境预报也能服务于海上航运、渔业生产、海上工程、滨海旅游等多个产业,助力蓝色经济安全、高效发展。
随着观测技术的不断进步、数据量的持续爆炸式增长以及人工智能算法的深入应用,海洋实时处理与预报系统必将向更加智能化、精细化、泛在化的方向发展。海洋二所与曙光的合作模式,也为我国乃至全球通过科技创新应对海洋挑战、建设海洋强国提供了可资借鉴的宝贵经验。科技赋能,守护蔚蓝,数字化的海洋防灾减灾新篇章已然开启。