Paralelização do termo de reatividade química do modelo ambiental CCATT-BRAMS utilizando um solver baseado em estimação linear ótima

• Main Author: Alex de Almeida Fernandes
• Publication Date: 2014
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Download full: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2014/12.01.15.57

O Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE) desenvolveu e utiliza o modelo ambiental CCATT-BRAMS que acopla um modelo de transporte de gases traço ao modelo regional BRAMS. Este modelo ambiental possui um termo de reatividade química que atualiza a composição química da atmosfera para o passo de tempo considerado. Este termo modela as reações químicas entre componentes da atmosfera e deve ser resolvido para cada ponto da grade espacial. A composição química da atmosfera influi na absorção de radiação solar pela atmosfera impactando seu balanço térmico. Entretanto, seu custo computacional ao ser executado a cada passo de tempo é uma ordem de grandeza superior ao do modelo BRAMS, de forma que seu uso operacional é possível com sua execução a cada 4 passos de tempo. Esse custo deve-se à resolução de um sistema linear de equações para cada ponto de grade. O solver utilizado correntemente tem uma implementação sequencial e sua paralelização demandaria alterações significativas do código correspondente. Assim, este trabalho propõe o uso de um solver baseado em estimação linear ótima que possui um código mais simples e mais apropriada à paralelização. Testes demonstraram que o solver proposto fornece resultado numericamente equivalentes àqueles do solver original e que possibilita um ganho de desempenho ao ser paralelizado com a biblioteca OpenMP. Investigou-se também a possibilidade de portá-lo para execução em placa aceleradora gráfica (GPU) prevendo a disponibilidade desses aceleradores num futuro supercomputador do CPTEC/INPE.