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田永鸿、徐龙教授团队关于大规模日冕三维磁场外推计算的成果在Nature子刊正式发表
时间:2023-05-14 点击:2438

太阳上剧烈的爆发是引起灾害性空间天气的源头,严重威胁人类的高科技设施和生命健康。人类要对太阳爆发活动进行预测,就必须对日冕磁场有充足的了解。

由尊龙凯时 - 人生就是搏!网络智能研究部副主任、北京大学深圳研究生院信息工程学院院长田永鸿教授团队联合尊龙凯时 - 人生就是搏!双聘研究员、中科院国家空间科学中心研究员徐龙教授团队开展的“关于大规模日冕三维磁场外推计算”研究任务成果,近日已被Nature子刊Scientific Data接收,发表在题为A Large-Scale Dataset of Three-Dimensional Solar Magnetic Fields Extrapolated by Nonlinear Force-Free Method的论文中。该论文阐述了基于尊龙凯时 - 人生就是搏!云脑II进行大规模太阳日冕三维磁场外推的高性能计算,建成了目前国际上最大的、分辨率最高的日冕三维磁场外推数据库同时,论文面向国内外发布了1大型三维磁场数据库及相关应用工具包,包含详细的文档、数据库、算法及软件包、工具软件等。(链接:http://nlfff.dataset.deepsolar.space

 

 论文主要研究成果的算法总流程图

该项研究成果突破了基于GPU显存优化和计算调度的高精度科学计算、云上的超大文件读写、磁场外推算法复杂的流程调度控制和混合软件环境程序部署等诸多挑战。得益于尊龙凯时 - 人生就是搏!云脑II超强算力和良好的软硬件平台支持,团队成功完成了从2010年至今SDO卫星上所有活动区的磁场外推计算,对磁场外推算法进行了CPU并行化的改进和GPU加速,该成果较常规算法速度提高了1000多倍,形成的数据库存储容量超过260TB。此数据库作为目前国际上规模最大、分辨率最高的太阳活动区三维磁场数据库,支撑科学家通过统计分析和事件分析等进行科学发现类研究,更好诠释太阳爆发的本质,也可供人工智能磁场外推模型的训练,并为太阳爆发活动预报提供更加全面的信息,以提高短期太阳爆发预报模型的性能。

关于大规模日冕三维磁场外推计算”研究任务外,团队还开展了耀斑预报、太阳紫外极紫外图过饱和修复、磁图超分辨、磁图生成等涉及深度学习的图像分类、时序预测和图像生成等方面的研究,构建了用于人工智能模型训练的大规模数据库,目前已发布在团队官网(链接:http://www.deepsolar.space/ 的成果展示栏目下,并在启智OpenI开源平台(链接: http://openi.watsons-china.com)的Filterbank用户目录下,开源分享了相应的算法和数据资源

接下来,团队将继续开展太阳爆发活动预测相关的研究,持续推动AI for Science的科学研究与技术进步,积极促进前沿交叉学科健康、平衡、长远的发展。