10、云端赋能的 Climate@Home 系统：助力气候建模与分析

云端赋能的 Climate@Home 系统：助力气候建模与分析

1. 项目背景与系统架构

气候建模通过量化大气、陆地、海洋和海冰之间的相互作用，以数值描述的方式重建过去并预测未来的气候状况。这一过程既需要大量的计算资源，也会产生海量的数据。为了应对这些挑战，Climate@Home 项目应运而生，旨在构建一个虚拟超级计算机，以支持气候建模。

该项目的核心是开发一个计算和数据管理系统，具备以下功能：
1. 协作计算环境：将模型模拟任务分配到各个计算设备。
2. 数据仓库：存储来自多个来源的数据集，包括模型输出、分析结果和资源状态。
3. 在线可视化分析组件：便于进行早期科学探索和系统状态分析。
4. 安全的在线访问接口：确保对上述三个功能的安全访问。

系统主要由两个组件构成：
- 空间 Web 门户 ：整合了多个前端组件和后端功能，使用 Drupal 作为内容管理系统。同时，集成了基于在线 Web 地图应用（如 Bing Maps 和 Google Earth）的地理可视化分析端口和资源管理端口，支持对气候数据的地理可视化分析和对贡献计算资源的可视化管理。
- BOINC 服务器 ：作为网格引擎，负责分配 ModelE 模拟任务、收集模型输出，并与 BOINC 客户端进行协调。每个公民贡献的计算设备都被视为一个 BOINC 客户端。由于 ModelE 是基于 Linux 的气候模型，因此使用 Oracle 的 VirtualBox 创建 Linux 虚拟机。

2. 面临的挑战

在开发该系统时，需要解决以下