海洋,蘊藏著豐富的資源,也潛藏著風暴潮、海嘯、赤潮等自然災害的威脅。為提升我國海洋災害的預警預報與應急響應能力,國家海洋局第二海洋研究所(以下簡稱“海洋二所”)與中科曙光強強聯合,共同建設了“海洋實時處理與數值化預報系統 數據處理和存儲支持服務”平臺。這一舉措標志著我國在海洋防災減災領域的數字化、智能化進程邁出了堅實一步,為守護海岸線安全、保障經濟社會可持續發展提供了強有力的科技支撐。
海洋災害預報預警是一項對時效性、準確性要求極高的系統工程。它依賴于對海量、多源、實時的海洋觀測數據(如衛星遙感、浮標、岸基雷達、船舶等數據)進行快速匯聚、融合處理與深度分析,并驅動高分辨率的數值預報模型進行模擬預測。傳統的數據處理模式往往面臨數據吞吐量大、計算復雜度高、存儲需求龐大、時效性難以保證等挑戰。
海洋二所與曙光共建的該系統,正是針對這些核心痛點,打造的一體化解決方案。該系統深度融合了曙光在高效計算、海量存儲與先進數據中心基礎設施方面的領先優勢,以及海洋二所在海洋科學、觀測技術、數值模擬與災害預報領域的深厚積累。
系統的核心能力與創新點主要體現在以下幾個方面:
- 實時數據匯聚與高效處理: 系統建立了高速數據接入通道,能夠實時接收并整合來自天基、空基、海基、岸基的立體觀測網絡數據。依托曙光的高性能計算集群,對原始數據進行快速質檢、標準化、融合與同化處理,將“數據流”迅速轉化為可供模型使用的“信息流”,極大縮短了數據預處理時間,為后續預報爭取了寶貴窗口。
- 高性能數值預報與模擬: 系統為高分辨率、多要素的海洋數值預報模型(如風暴潮、海浪、海流、水溫鹽度預報模型等)提供了強大的算力支持。通過并行計算優化,能夠在短時間內完成復雜的大規模數值模擬運算,生成未來數小時至數天的精細化海洋環境與災害預報產品,顯著提升預報的時空精度和提前量。
- 智能分析與預警發布: 在基礎預報產品之上,系統集成了智能分析模塊,能夠對關鍵指標進行自動判識與閾值預警。例如,自動識別風暴潮增水超過危險水位、海浪波高達到警報標準等,并快速生成直觀的預警圖表與報告,支持通過多種渠道向決策部門與公眾發布,提升應急響應的速度和針對性。
- 海量數據存儲與管理: 海洋數據具有體量巨大、增長快速、多源異構、長期保存價值高的特點。該系統構建了分級分類的海量數據存儲管理體系,采用高性能并行存儲系統,滿足實時處理對I/O的高帶寬、低延遲需求;同時配備大容量近線及歸檔存儲,確保歷史數據與再分析數據的長期、安全、可靠存儲與高效檢索,為海洋科學研究、預報模型改進積累寶貴的數據資產。
- 一體化平臺與服務支持: 整個系統以“平臺化、服務化”的思路構建,提供了從數據接入、處理、計算、存儲到產品制作、可視化、分發的一站式服務能力。強大的后臺支持服務保障了系統7x24小時穩定可靠運行,并能根據業務需求進行彈性擴展和持續優化。
深遠意義與未來展望
海洋二所與曙光的此次合作,不僅是信息技術與海洋科學交叉融合的典范,更是國家提升海洋災害防御能力的戰略性基礎設施建設項目。該系統的建成與投用:
- 顯著增強了災害預警能力: 為沿海地區應對臺風、風暴潮等極端海洋事件提供了更早、更準、更細的決策依據,有力保障人民生命財產安全。
- 提升了海洋環境認知水平: 通過對實時與歷史數據的深度挖掘與分析,加深了對海洋動力過程、生態環境變化規律的理解。
- 促進了海洋科技創新: 為海洋數值模型發展、預報方法改進、人工智能應用提供了先進的試驗平臺和算力數據基礎。
- 服務了海洋經濟發展: 精準的海洋環境預報也能服務于海上航運、漁業生產、海上工程、濱海旅游等多個產業,助力藍色經濟安全、高效發展。
隨著觀測技術的不斷進步、數據量的持續爆炸式增長以及人工智能算法的深入應用,海洋實時處理與預報系統必將向更加智能化、精細化、泛在化的方向發展。海洋二所與曙光的合作模式,也為我國乃至全球通過科技創新應對海洋挑戰、建設海洋強國提供了可資借鑒的寶貴經驗。科技賦能,守護蔚藍,數字化的海洋防災減災新篇章已然開啟。