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Simulation de l'atmosphère sur GPU

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Page 1: Simulation de l'atmosphère sur GPU. Earth simulator (Japon) 5120 procs * 7 Gflops = 36TFlops IDRIS (France) 80 procs * 16 Gflops = 1,3 TFlops

Simulation de l'atmosphère sur GPU

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Earth simulator (Japon)5120 procs * 7 Gflops = 36TFlops

IDRIS (France)80 procs * 16 Gflops = 1,3 TFlops

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∂h

∂ tH

∂u

∂ x=0

∂u

∂tg

∂h

∂ x=0

hi

n1−hi

n−1

2 t=−H

ui1

n −ui−1

n

2 x

ui

n1−ui

n−1

2 t=−g

hi1

n −hi−1

n

2 x

Modèle simplifié en couches

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Tsunami

Tourbillons océaniques

Formation des tempêtes

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Megaflops

Gigaflops

TeraflopsX Earthsimulator

Contrairement à certaines prévisions, il n’y a pas eu de réel ralentissement des progrès dans l’efficacité du calcul numérique.Des machines “Petaflops” sont en cours de gestation.

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L’atmosphère et l’océan: deux fluides stratifiés

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Earth System Model

Physics

CarbonCycle

Chemistry

Atmospheric Circulatioèn

Circulation OcéaniqueGlace de mer

Biogéochimie etbiologie marine

Carbon

DMS

Nutriments

ChemistryGases

&

Aérosols

CO2

Continental surface

sols et végétation

LMDZ

Orchidée LMDZT

ORCALIM

INCA

STOMATE PISCES

éBiochemistry

Carbon

CH4, COV,

Aérosols

Aérosols Sels marins

Continents Atmosphere Oceans

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Standard Running Environment :

Ocean model

1- Rainfall + int. energy2- Snowfall + int. energy3- Incoming solar radiat.4- Solar zenith angle5- Fraction of diffuse solar radiation6- Downward infrared radiation7- Sensitivity of atmos temp. & humidity to surf. fluxes

1*- Sensible heat flux2*- Surf. emissivity 3*- Albedo, direct4*- Albedo, diffuse5*- Surf. radiative temp.6*- Evaporation + int. energy [+ Qlat]

7*- Wind stress8- Subgrid fractions

1- Surface pressure2-4 Air temperature, humidity and wind5- Wind module6- Height of these 4 variables

1*- Cd

2*- Ce

3*- Ch

1x- Non solar heat flux2x- Solar radiation3x- Fresh water flux4x- Salt flux5x- Wind stress6x- U^37x- Mass of snow and ice8- Subgrid fractions

1*- Surf. Temp2*- Surf. Roughness3*- Displacement height4x- Surface velocity

1- Continental runoff + internal Energy

1-2 Temp./Salinity at sea-ice base3- Sea surface temperature4- Surf. radiative temp.5- Surface ocean current6- Sea surface salinity7- Surface height8- Absorbed solar radiation (in first oceanic layer)

Iceberg parameters

PRISM ProjectFeb. 2003

1 2

3

4 5

67

8

Ocean surface module

Surface layer turbulence

Sea ice model wave model

+3

4

1

2

Atmosphere model

Land surface model

Note on subgrid fractiondependance:<>x- Sea Ice categories (incl. open ocean)<>*- Sea Ice or Land Surf. categories

A proposal for standard physical interfaces

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The Earth System: Coupling the Physical, Biogeochemicaland Human Components