ИСТИНА

При детектировании изменений климата Земли из космоса наряду с абсолютной точностью измерений ключевую роль играет информационное содержание спектрометрической информации. Спектры уходящего излучения с высоким разрешением наиболее адекватно характеризуют текущее (мгновенное) состояние климатической системы. Переход от многоспектральных к гиперспектральным системам космических наблюдений позволяет кардинально повысить достоверности оценки и прогноза климатических изменений. Способствовать решению этой проблемы призвана перспективная 4-х спутниковая космическая группировка CLARREO (Climate Absolute Radiance and Refractivity Observatory). В преддверие активной фазы миссии CLARREO наиболее актуальной исследовательской задачей является выяснение потенциальных возможностей этой новейшей системы. Данный доклад представляет экспериментальную технологию и предварительные результаты численных экспериментов по моделированию возможностей системы наблюдений на основе аппаратурных характеристик перспективной космической системы CLARREO, применительно к регионам, где наблюдаются наиболее значительные климатические изменения. При этом анализируется практически весь спектр возможных радиационных наблюдений из космоса: УДР - уходящая длинноволновая радиация и УКР – уходящая коротковолновая радиация. Максимальное спектральное разрешение для УДР принималось 0.5 cм–1, для УКР – 4-нм. При этом учитывалась возможность достижения беспрецедентно высокой точности измерений: для УДР – 0.065 K, для УКР – 0.3%. Процесс переноса излучения - один из наиболее важных и сложных процессов в климатической системе. Адекватный расчет переноса излучения даже в относительно широких спектральных интервалах является достаточно трудоемким. Гиперспектральное моделирование требует ещё больших вычислительных мощностей и поэтому, как правило, производиться на высокопроизводительных системах (HPC). Нами для имитационного моделирования был создан аппаратно-программный комплекс (АПК), реализующий современную гетерогенную систему (CPU/GPU) с приемлемой вычислительной производительностью на основе обычного оптимизированного ПК. Процесс параллельности вычислений обеспечивается технологиями CUDA/OpenCL.