据中国气象消息，中国科学院大气物理研究所、崂山实验室和中国科学院计算机网络信息中心等单位联合攻关，成功构建了全球首个水平分辨率达1公里的全球海洋环流模式LICOMK++。这一模式在跨异构超算平台实现性能可移植与科学试验双重突破。

海洋作为地球气候系统的重要调节器，吸收了超过90%的全球变暖新增热量和30%以上的人为二氧化碳排放。近年来，极端气候事件频发，模拟和理解海洋涡旋、锋面等中小尺度过程，成为提升气候预测精度的关键。

LICOMK++模式将全球海洋模拟分辨率提升至1公里，能够直接模拟海洋中的亚中尺度过程，为全球“海洋地图”嵌入“显微镜”，精确捕捉涡旋和锋面等复杂动力过程。这些动力过程直接影响全球热量和物质的输运分布，对理解与预测海洋热浪、台风、极端降水等极端气象事件具有重要作用。

试验结果显示，LICOMK++能够再现多个关键海区的中小尺度环流结构，展现出较强的过程模拟能力。通过这一模式，气象部门可获取更高质量的海洋初始场信息，提升全球和区域海洋环境变化的气候预测能力。

目前，该成果已获得中国计算机学会HPC China 2024超算年度最佳应用奖，并入围世界高性能超算应用领域最高奖——戈登・贝尔气候建模奖，成为2024年全球仅有的三个入围成果之一。

支撑这一模式高效运行的技术突破包括以下三个方面：

在异构平台性能可移植方面，研究团队以Kokkos为编程框架，通过优化统一内存管理和异构模板编程技术，解决了国产异构超算体系结构和编程模型多样性带来的“编程墙”问题，实现模式编码在曙光、神威、华为、英伟达等平台的性能可移植。

在大规模并行方面，团队通过去除非海洋点、重排网格点技术以及区域适应的边界通信算法，成功突破全球1公里水平分辨率每天1模式年的性能挑战，在多个平台实现整机并行效率超过50%，为全球公里尺度模式的应用提供参考。

在模拟能力方面，LICOMK++实现全球1公里水平分辨率的真实模拟，在表达中尺度到亚中尺度过程以及刻画复杂海陆地形对海流的效应方面取得质的飞跃，展现出捕捉快速变化海洋过程的潜力。