近期,欧盟“目的地地球”气候数字孪生(ClimateDT)项目,首次将“单遍算法”(One-PassAlgorithms,OPA)引入气候科学领域,助力海量气候数据向行业相关信息转化,使其在气候预测运行过程中,直接对原始气候数据进行压缩与转换,生成行业相关信息。
Climate DT以千米级分辨率生成未来数十年全球气候预测,小时级输出频率使其数据量远超当前主流气候模型,传统存储与处理流程难以承载。此外,Climate DT旨在向“用户定制化输出”,提供更具针对性、更实用的行业定制化气候信息。
通过引入OPA,该项目可近实时处理原始气候输出,将海量复杂的气候数据直接转化为可应用的行业指标与统计数据。这一突破使得复杂的气候输出结果既能满足技术处理约束,又能精准匹配用户需求,为各行业提供更全面、及时、有效的决策支持。OPA采用序贯处理方式,无需完整数据集即可计算统计结果,能在气候模拟过程中增量读取、处理模型输出,实时将模拟数据转化为行业特定指标,减少内存与存储需求。该项目通过开发开源Python工具集“单遍算法工具包”,计算均值、标准差、最小值、最大值等六项核心统计指标,并辅助偏差校正,高效处理海量数据。
目前,单遍算法工具包已完全整合至Climate DT工作流程,由Autosubmit(Climate DT轻量级工作流管理器)自动调度运行于欧洲高性能计算系统,能与气候模拟同步运行。无新数据时,将自动暂停以避免计算资源浪费。
应用方面,在风能行业中,团队通过OPA“t-digest”实时估算风速与容量因子分布,使气候模型运行过程中能持续生成风能行业相关统计数据;在水文气象领域,将OPA应用于项目水文气象应用模块,通过滚动时间窗口计算特定时段最大降雨量等统计指标,使模拟过程中极端降雨事件等相关信息转化为洪水风险评估、水资源管理与基础设施规划等指标,服务洪水风险评估。
(来源:目的地地球(DestinE)官网 编译:何静怡 张丽亚 责任编辑:曹锐怡)