科技带来好效益 津三五年内可精确预报全国雾霾

天津北方网讯：孟祥飞博士介绍说，天津超算中心是由科技部于2009年5月批准成立的首家国家级超级计算中心，部署有2010年11月世界超级计算机TOP500排名第一的“天河一号”超级计算机，是我国目前规模最大、计算能力最强的超级计算中心。现在，中心已经成为我国超级计算、云计算、大数据等高端信息技术的领航区，成为我国重大前沿技术创新、重大基础科学研究新的支撑平台，成为我国战略性新兴产业发展、传统支柱产业优化升级的加速器，成为区域产业聚集、科技招商的基础设施，在深化国家科技创新体系建设、推动国民经济和社会转型发挥越来越重要的作用，成为推动我国综合国力提升的重要支撑。

　　目前，该中心依托高端信息技术和研发团队，正在构建包括超级计算、云计算、大数据处理三位一体的综合性高端信息技术平台，通过掌握的大规模软硬件平台资源和高端信息技术，已经建成或正在构建面向战略性新兴产业和支柱产业的石油勘探数据处理平台、生物医药研发平台、动漫与影视特效渲染凭条、工程设计与仿真平台、地理信息服务平台、港口物流信息管理平台、智慧城市与物联网建设信息处理支撑平台、建筑信息系统(BIM)平台、金融信息处理平台、中小企业科技服务平台等；已为汽车装备、石油物探、动漫渲染、生物医药等相关企业带来上亿元的经济效益，辐射区域和行业经济规模近百亿。

　　同时，在推动石油地震勘探数据处理、生物医药、基因技术、航空航天、天气预报与气候预测、海洋环境模拟分析、航空遥感数据处理、新材料、新能源、高端装备设计与仿真、动漫与影视特效渲染等产业技术发展、产业能力提升、重大科技创新方面取得了显著成效，并取得了一批具有国际先进水平的应用成果。

　　未来可精确监测雾霾

　　该中心将通过研究全球气候变化和海洋环境变化，更加准确的模拟和预测海洋气候变化，研究人类未来生存发展环境。利用过去数十和数百年的气象资料，预测未来全球气候变化，重点保障国计民生和我国乃至全球经济、社会的可持续发展，同时为我国参加国际气候谈判提供依据。

　　其中，基于“天河一号”开展高分辨率海洋环流模式LICOM研究，是我国第一次利用自行发展的涡分辨率海洋模式完成的长期数值模拟试验，有效地预测未来全球气候变化。这一全球高精度模拟，计算规模庞大，历史数据和模拟数据庞大。“天河一号”已成为气候变化研究领域中科院大气物理所、国家海洋局、国家气象局等重要机构的研发模拟平台，实现我国在该领域的跨越式进步。

　　特别值得一提的是，以“天河一号”为支撑平台的“我国雾霾监测与数值预报模式系统研究”已于日前启动。这项研究致力于实现全国、区域、城市联动的雾霾预报与预警，将建立在京津冀、长三角和珠三角区域出现强雾霾时的应急减控对策系统。孟祥飞告诉记者，雾霾的形成是一个大区域、多物理过程，不同大区域之间的雾霾在某种程度上是相互关联的，同时它还涉及大气物理、化学、生物、陆地与大气耦合等多种因素。科研工作者们将在超级计算机上综合各项实际影响因素，建立数值模拟模型，把模拟结果与实际观测数据对照后修改、完善模型，可望通过三至五年的努力，最终实现用模型精确预报雾霾的发生和形成。

　　这项研究由中国气象科学研究院、国家气象中心、清华大学、国家超级计算天津中心等单位合作开展，搭建出的模型能够得出更长期、更精确的雾霾预报结果，并具备为决策提供科学参考的能力。孟祥飞举例说，假如某地考虑关闭一化工厂，利用这项研究成果能就该工厂关闭后区域雾霾减控效果作出评估，有助于准确定位雾霾发生原因，推动区域规划合理化。

　　支持航天及医药领域研发

　　航空航天是体现国家综合实力，关系国家发展战略和国防安全的重要领域。国家超算天津中心主要分析大飞机、航天器在高速飞行条件下的空气动力学的关键问题；构建数字风洞，支持高速、安全的大飞机和航天器的研制。

　　该中心重点支持我国大型航天、航空飞行器的气动模拟与新型发动机的设计研发，并为下一代宽体大飞机设计研发提供平台。航天十一院、北大工学院多个团队、国家计算流体力学实验室、商飞北研中心、试飞院、力学所等国内著名研究机构都在基于“天河一号”开展研发设计工作，已经完成了“某大型飞机整机气动模拟”、“基于某机型的大型飞机虚拟试飞环境”等。

　　重点加快艾滋病、癫痫、胰岛素等自主知识产权新药的开发。中科院上海药物研究所药物发现与设计中心，通过“天河一号”的超级计算模拟与药学实验的紧密配合，取得了突破性进展：确证了一个全新的药物作用位点；直接通过药物设计，未经过任何化学改造，就获得了在动物活性具有良好癫痫治疗能力的药物先导化合物。开展了“重大心血管疾病相关GPCR新药物靶点的基础研究”。同时，天津超算中心还支持军事医学科学院、中科院生物物理所、北大生物理论研究中心、天津药研院、天大药研院等机构开展以胰岛素受体为靶点的糖尿病新型治疗药物等诸多研发、研究项目。

　　大数据为重点发展方向

　　孟祥飞博士告诉记者，依托在大数据领域的技术和应用优势，近日国家发改委正式批复国家超级计算天津中心建设“大数据处理技术研发与应用”国家地方联合工程实验室申请，并被命名为国家地方联合工程实验室。这也是截至目前，国家发改委在大数据领域批准的第一家工程实验室。国家地方联合工程研究中心(工程实验室)要围绕所在区域的产业特色和优势，着力解决产业发展中的关键问题与装备等瓶颈，促进产业技术进步和结构调整，支撑和推动地方经济和社会持续健康发展。

　　那么，大数据究竟指的是什么呢？孟祥飞介绍，大数据可以分为“科研与生产型”和“网络服务型”两大类。这其中，科研与生产类型来源于科研和生产过程，例如生物基因、能源开发、地理信息、城市交通、港口物流等。来源于生产过程的大数据，是有明确目的的数据，这类数据信息量大、内部结构关系复杂、信息的内在价值高、处理时效性强，需要充分与高性能计算结合进行分析、处理。“这类大数据是滨海新区大数据产业发展的主要方向，是直接为经济发展服务的。”孟祥飞告诉记者。

　　而网络服务类型来源于网络服务，它是由个人、电商交易等产生的随机性的数据，即网络服务性数据，这类数据规模庞大、数据结构类型复杂、价值密度低。这一类数据会给互联网公司带来商业利益，互联网公司自身就有投资、开发的动力，滨海新区要侧重政策引导和新兴企业培育。

　　按照计划，未来该工程实验室在大数据领域重点工作包括：在大规模基因数据处理方面开展孕妇健康检查、新生儿遗传病筛查等项与人类健康相关的基因数据分析服务；能源开发大数据处理方面，进行硬件系统(存储、网络)完善，并与中石油东方地球物理公司等合作开发大规模并行的核心处理软件。构建大规模石油勘探数据处理平台；在金融数据处理方面，构建金融数据的安全、高效处理环境。与天津开发区的科技招商紧密结合；在天津港港口物流数据处理方面，重点积累港口海上、路上的货物、运输、地理信息及海洋环境信息，并进行高效分析处理与展示，为港口物流监管、企业提升运营效率、提升天津港科学化管理水平提供服务；推动“智慧滨海”的智慧城市大数据处理支撑环境建设。