地球系统网格联盟启动升级气候预测数据系统的工作

地球系统网格联合会是一个多机构倡议，为地球气候的顶级预测收集和分发数据，正在准备一系列升级，以更容易和更快地使用数据，同时改进信息的管理方式。

该联盟由能源部橡树岭国家实验室与阿贡国家实验室和劳伦斯利弗莫尔国家实验室合作领导，是地球未来气候的一些最重要、最有影响力和最受尊敬的预测的组成部分：这些预测由科学家与世界气候研究计划的耦合模式比对项目。

“ESGF 数据关乎地球生命的未来，”霍夫曼说。“通过让科学家​​们轻松访问所有国际模型，ESGF 使他们能够对我们气候的未来轨迹做出最好的猜测。”

ESGF 的一项关键任务是支持准备联合国政府间气候变化专门委员会每六到七年发布一次的综合气候评估的科学家的数据需求。ESGF 数据支持 IPCC 具有里程碑意义的报告，例如最近的第六次评估报告 AR6 及其工作组的调查结果。这些数据还为关注气候脆弱性、适应情景和缓解战略的 IPCC 特别报告提供信息。

ESGF 使命的另一个重要方面是确保科学研究是透明的、协作的和可重复的，因为它对全球气候研究的直接影响和在决策中的潜在用途。

“进入 IPCC 报告的所有地球系统模型数据以及来自世界各地的所有最重要的气候模拟都存储在 ESGF 中，并且可以通过我们提供的服务访问，”ESGF 负责人 Forrest Hoffman 说和 ORNL 的计算地球科学小组。“联合会将数据交到数以万计的研究人员手中，他们对其进行分析并将其与观测数据进行比较，以不断更新我们对未来的最佳预测。”

在 ESGF 项目的新迭代中，计算科学家正在努力改进数据发现、访问和存储。这项工作将依赖于最新的软件工具、云计算资源、世界上最强大的超级计算机和 DOE 的能源科学网络或 ESnet。ESnet 目前在国家实验室之间实现每秒 100 Gb 的传输速率，并连接到国家和国际大学和研究中心。预计年底前的升级将使 ESnet 传输速率提高到 400 Gbps。

“我们将开发和部署一个全新的、现代化的和网络安全的系统，用于向科学界分发模型输出数据，”霍夫曼说。

该联盟作为托管在和其他 17 个国家/地区的大型计算机节点网络运行，作为一个大型数据档案库协同运作。ORNL、ANL 和 LLNL 正在努力提高系统的可靠性和可扩展性，提供流畅的数据复制过程，确保更广泛的科学界能够访问所有 ESGF 合作伙伴的数据。ORNL 和 ANL 还将利用实验室托管的世界级计算系统，对超过 10 PB(并且还在增加)的 ESGF 累积数据和模型进行双重备份。

开发强大的用户界面和安全可靠的档案

多年的升级项目已经复制了现有数据，并提供了为用户社区动态生成数据所需的存储和计算服务，同时它构建了新的基础设施和服务。ESGF 制定了路线图来指导其开发工作。

ORNL 为其在 ESGF 中的领导角色带来了在大数据中心和大规模建模和仿真方面的丰富经验。该实验室是橡树岭领导计算设施的所在地，这是能源部科学办公室用户设施，其 Frontier exascale 计算系统最近被评为世界上最快的计算系统，以及气候变化科学研究所，该研究所汇集了数据专家、建模师和实验家加速了解气候变化及其影响。

霍夫曼说：“ORNL 在了解大数据和气候方面处于独特的地位，并作为超大型数据中心的主机以及使世界各地的科学家可以轻松访问这些信息的接口。”

Argonne Leadership Computing Facility 将其独特的功能以及由芝加哥大学为研究界运营的 Globus 研究数据管理系统提供给联合会。Globus 服务将在升级后的 ESGF 中用于身份验证以及数据索引、访问和复制。

“当今气候模型产生的 TB 和 PB 需要新的数据管理和分析方法，”ANL 项目负责人 Ian Foster 说。“我们不仅可以更快地下载数据子集，还可以在 ANL 和 ORNL 超级计算机上进行以前不可行的数据分析。” ALCF 是能源部科学办公室用户设施。

Lawrence Livermore 还为 ESGF 带来了丰富的高性能计算和数据中心专业知识和能力、创新技术和软件解决方案，以及作为 ESGF 最初领导者的经验。

“升级将使用户更容易和更快地访问数据，这可以帮助我们更好地了解未来的 气候情况，”联盟负责人 LLNL 的 Sasha Ames 说。