Model znečistenia ovzdušia

V súčasnosti VŠB – TU Ostrava  realizuje v rámci tejto úlohy unikátne rozsiahle výpočty. Výpočty sa vykonávajú na paralelných klastroch MetaCentra nazývaných CESNET (https://www.metacentrum.cz/en/about/) a v počítačovom centre na IT4Innovation na VŠB (https://www.it4i.cz/?lang=en). MetaCentrum prevádzkuje distribuovanú výpočtovú infraštruktúru, ktorá umožňuje použitie výpočtových a dátových zdrojov na riešenie veľmi náročných výpočtových úloh, ktoré prekonávajú možnosti príslušných pracovísk v Českej republike.  V rámci IT4Innovation bolo projektu AIR TRITIA poskytnutých 10 000 výpočtových hodín (https://www.it4i.cz/computing-resources-allocation/11th-open-access-grant-competition-results/?lang=en). 

Najnáročnejšou časťou modelovania, vzhľadom k výpočtovému výkonu, je výpočet znečistenia z domácich kotlov z Poľskej časti regiónu TRITIA.

Najzaujímavejšie detaily výpočtovej úlohy sú:

• Výpočet zahŕňa emisie z domáceho vykurovania Opolského, Sliezskeho a Malopolského vojvodstva. Táto oblasť zahŕňa 8,9 milióna obyvateľov a 1 652 000 lokálnych kotlov. Výpočet sa uskutočňuje na obdĺžnikovom území s rozlohou 250 x 310 km.
• Pre účely modelovania sú domáce kotly zastúpené 317 800 100 metrovými povrchovými zdrojmi
• Modelovanie je ukončené pre 4 znečisťujúce látky (PM₁₀, PM_2.5, NO₂ a benzo[a]pyrén) a 3 roky modelovania (2006, 2010, 2015), teda 12 modelovacích úloh
• Každá modelovacia úloha je rozdelená na 6015 čiastkových úloh, ktoré sú vypočítané súbežne. V tomto prípade je nevyhnutné vyriešiť celkovo 72 180 čiastkových úloh
• Použitý model vypočítava príspevok jednotlivých zdrojov v sieti receptorových bodov pokrývajúcich modelovanú oblasť. Spolu musí byť vyhodnotených 81,6 bilióna znečistení zo zdrojov v receptorových bodoch, čo je 3.23 * 10 ^ 14 (323 triliónov) výpočtov funkcie popisujúcej rozloženie znečistenia zo zdrojov
• Výpočet je vykonávaný simultánne na 175 výpočtových uzloch, kde každý výpočtový uzol obsahuje 8 procesorov. Celkový výpočtový čas je viac ako 1 000 procesorových dní. Na špičkovom počítači by podobný výpočet trval približne 3 roky, v MetaCentre 3 dni.
• Nespracované výsledky modelovania zaberajú približne 110 GB miesta na pevnom disku. Tieto výsledky sú následne spracované v 72 180 čiastkových úlohách. Výsledok každej úlohy je vložený do pravidelnej mriežky s rozlohou 100  a pokrývajúcu modelovanú oblasť a zahrnutú do finálnej bitovej mapy
  

Tieto výsledky spolu s výsledkami modelovania znečistenia z domáceho vykurovania v Českej a Slovenskej časti regiónu, z priemyselných zdrojov a automobilovej dopravy budú základňou pre ďalšie analýzy kvality ovzdušia, zdravotných rizík a nápravných opatrení.