2026年夏天，欧洲的极端高温让空调一机难求；9月，东太平洋罕见出现“飓风列车”；尼泊尔泥石流夺走多条生命。这些看似孤立的极端事件，在同一张地球大气环流图上，其实是彼此呼应的连锁反应。全球变暖的大背景下，人类应对它的第一道防线，恰恰是预报。

　　数值天气预报的本质是把大气运动拆解成数千万个网格点上的物理方程，再用高性能计算一步步积分出未来演变。网格越密，看得越细，算力越强，跑得越快。从500公里到12.5公里，再到如今的5公里，每一次分辨率跃升的背后，都是一场算力与算法的双重突围。

　　而这场突围的焦点，正在从传统的CPU架构转向异构计算。全球主要气象中心都在向1至5公里分辨率迈进，谁能在业务时效内跑完公里级模式，谁就掌握了下一代预报的主动权。正是在这个关键节点上，国产高端计算与国产模式完成了一次实质性的双向奔赴。

　　近日，中科曙光与中国气象局地球系统数值预报中心联合宣布：基于曙光8000全国产十万卡AI超集群，国产下一代天气气候一体化模式MCV成功实现全球5公里分辨率预报业务化计算时效达标，并首次完成全球3公里模拟。

　　 从12.5公里到5公里：一场“质的飞跃”

　　对于普通人而言，12.5公里与5公里不过是数字的变化。但在气象学家眼中，这背后是预报能力的一次质变。

　　中国气象局地球系统数值预报中心首席科学家陈起英给出了一个直观的对比：在12.5公里分辨率下，局部暴雨在网格区域的预报强度往往上不去，预报量级通常只能达到中雨；而分辨率提升至5公里后，模式可以报出网格区域暴雨以上的强度，准确性大幅提高。

　　“这不是简单的分辨率提升，整个物理描述都有大幅提升。”中国气象局地球系统数值预报中心研究员、副主任李兴良强调。他进一步解释，5公里是全球业务预报的“中性分辨率”，美国目前为12.5公里，欧洲中心为9公里，下一步全球主要预报中心都在向5公里推进。“科学研究可以做到1至3公里甚至更高，但业务层面要考虑算力成本与实际效率。5公里是我们基于现实条件做出的战略选择。”

　　这一选择的底气，来自国产高端计算的支撑。

　　 MCV模式：中国气象的“自主发动机”

　　据中国气象局地球系统数值预报中心高级工程师蒋沁谷介绍，MCV是一套基于自主数值方法构建的新一代大气模式，其核心在于守恒、高精度、网格适应性、高可扩展四大关键词。

　　“数值模式是一个大型计算程序，我们根据大气运动的物理定律写出一套数学方程组，通过数值算法在计算机上运行。”蒋沁谷用一个生动的比喻解释，“动力框架可以理解成跑车里的发动机，各种数值方法就是怎么建造这个发动机。我们采用自主研发的数值方法，来建造核心的发动机。”

　　从“十三五”期间完成预报系统研制，到2023年取得可扩展性成果，再到如今依托曙光8000实现全球5公里配置的业务化运行条件，MCV走过了一条从跟跑到并跑的道路。

　　但真正的挑战在于：算得对，还要算得快。

　　 异构计算的“破壁之战”

　　数值预报与高性能计算，始终是相伴相生的双轮。从500公里到5公里，分辨率每提升一倍，计算量增长8至16倍。当MCV模式走向公里级，传统CPU架构已难以在业务时效内完成计算。

　　中国气象局选择了与中科曙光合作。这一选择的逻辑是中科曙光在硬件研制、高端计算建设和运维方面处于国际领先水平，现有业务都是中科曙光运维。更重要的是，中科曙光正在做自己的模式，双方一拍即合。

　　2025年5月，双方高层签署战略合作协议，推进MCV模式在曙光异构加速卡上的应用。彼时恰逢曙光8000研制，双方希望在国产异构计算平台上进行公里级模式的预演与业务化提前测试。

　　“做过GPU移植的专家知道，首先考虑算得对，其次是算得快，这是具有挑战性的难题。”蒋沁谷说。得益于中科曙光自主研发积累，国产异构计算资源实现了高效协同。验证结果显示，全球5公里模式ACC（距平相关系数）与国际标准一致，模式算对了。

　　更令人惊喜的是速度：在中国气象局CPU平台上，运行5公里需要约21小时；而在曙光8000平台上，一小时内即可完成全部预报。大大超出预期，奠定了未来公里级预报业务化的计算基础。

　　 曙光8000：为“皇冠上的应用”而生

　　“气象大模型是超智融合应用里的皇冠。”中科曙光高端计算总工程师卜景德这样定义。

　　曙光8000的设计，正是围绕这类“皇冠级应用”展开。据卜景德介绍，曙光8000具备三大核心特点：超智融合异构加速计算，一个系统既能跑传统科学计算，又能跑人工智能计算；ParaStor存储IO系统，提供低延时、高带宽网络设计；自主可控的核心芯片与智能化运维系统。

　　在气象场景中，存储与IO的挑战尤为突出。卜景德透露，气象系统过往合作中积累了几百PB的数据，一个笔记本硬盘是0.5T，相当于二三十万台笔记本放在一起。模式运行中，每10秒要写出200GB数据，对带宽要求极高。为此，曙光8000在硬件设计之初就采用全闪存储、多级设置，并与气象局团队深度合作优化通信算法，将写出时间从6分钟压缩至10秒。

　　“通过综合优化，我们实现了200倍的加速，远超内存带宽的提速。”卜景德说，“最核心的是曙光8000提供了强大的算力支撑。”

　　 笔者观察

　　能够支撑气象预报的高端算力，是最聪明的高端算力。这句话道出了一个本质：气象预报是高性能计算最传统、也最严苛的应用领域。它要求算得对、算得快、算得稳，要求7×24小时不间断运行，要求在海量数据中捕捉地球大气的细微脉动。

　　当国产算力与国产模式深度融合，当5公里分辨率从梦想照进现实，当3公里模拟在曙光8000上首次跑通，中国气象与高性能计算的协同创新，正在进入一个全新的阶段。

　　这不仅是技术的进步，更是一个国家面对全球气候变化挑战时，所展现出的战略远见与工程能力。从郑州出发，国产算力与国产模式的双轮驱动，正在为全球气象科技贡献中国方法。