THREP：面向地球系統模式的插值算法研究平臺

吳 竑，王小鴿，楊廣文，朱昌磊，宋順強

清華大學 計算機科學與技術系，北京 100084

THREP：面向地球系統模式的插值算法研究平臺

吳 竑，王小鴿，楊廣文，朱昌磊，宋順強

清華大學 計算機科學與技術系，北京 100084

1 引言

1.1 背景

插值算法[1]是一類應用十分廣泛的算法，它們在圖形圖像處理、數值計算等許多科學研究領域都是不可或缺的重要數學手段。插值算法在耦合地球系統模式中也有著極其重要的應用。

耦合地球系統模式[2]是一套對地球系統進行定量研究的軟件工具，地球科學相關領域的科學家根據專業知識對地球各個子系統進行建模，編寫各自領域的模擬程序，再由這些模擬程序相互耦合，成為一個完整的地球系統模式。為了使不同研究人員的代碼能夠耦合起來形成一個整體，往往需要他們共同遵循某個耦合軟件框架[3]。目前較為流行的地球系統模式耦合框架有歐盟PRISM所采用的OASIS[4]和美國CCSM3所采用的COUPLER[5]系列等。然而，由于地學領域的科學家們對地球各子系統進行建模時所使用的數值方法不同，導致他們在編程時使用不同的地球網格劃分方式（如經緯網格、高斯網格[6]），從而對地球系統模式中不同分量模式間的數據交換提出了挑戰。因此，在不同網格間進行數據交換時需要一種數據映射方式——插值。此時，可以將每個網格單元看做一個插值點，并用網格單元中心點坐標表示插值點坐標。

1.2 相關工作

SCRIP[7]是一個面向地球系統模式的插值算法庫，可以離線地生成地球系統模式研究人員所需地球網格間的插值權重系數文件，它被使用于CPL6等耦合器中。……