1 本文首先从一般并行计算理论出发，结合大气科学模式的特点，总结出一套对数值模式适用的并行化编程方案，并且提出了并行计算过程中应该注意的一些问题。利用文中提到的方案，可以帮助并行计算的模式编程人员快速的完成串行数值模式的并行编程。最后以一个串行的大气环流模式SAMIL并行化编程作为实例，列出了大气环流模式SAMIL进行并行化的详细步骤，对其并行计算过程和并行计算效率进行了描述和分析。虽然本文使用大气环流谱模式作为并行计算实现方案的例子，但其实现的步骤完全可以运用到一般数值模式的并行化中。 2 在数值模式并行计算的基础上，本文还介绍了网格计算的基本思路，在大气所的实际计算环境中，引入网格计算的研究方法。文中研究了气候数值模式在网格环境下的实现方案，依据数值模式数据通讯量的多少，按强关联型和弱关联型两种主要的计算形态对多个气候模式和准数据并行的数值模式在局域网网格和广域网网格环境下实验。实验发现气候数值模式在网格环境下特点：强关联型的数值模式不适合广域网络构成的网格，而弱关联型的数值模式可以在网格计算环境中取得较好的计算效果。另外合理地组织计算节点的结构，可以有效地提高数值模式的计算效果。这些工作，对气候数值模式研究在以网格计算环境为基础的下一代超级计算中的应用有借鉴作用。 3 浮点计算机的计算精度是影响数值模式性能的一种因素，在进行并行计算的过程中，更容易对比模式多CPU计算结果和串行的结果，研究其受舍入误差的影响。通过对SAMIL模式采用不同CPU数计算时获得的长时间积分结果的分析，得出使用不同CPU数进行单精度计算时其十年平均月平均500hpa高度场随机误差的差异范围，而且得到使用双精度计算时相应的误差缩小的程度。本文的实验表明SAMIL在并行计算时由于计算顺序改变而引起的误差在可接受范围之内，同时说明了双精度计算对改进计算结果有一定的帮助。舍入误差的全球平均值虽然不大，但其误差分布的方差范围并不小，而且可以通过本文的实验估算出来。实际得到的结果方差大小与模拟结果的年季变化大小在同样的量级，因此对于年季变化这样的问题来说，其影响可能是不可忽略的。文中列出了3种研究复杂数值模式舍入误差的实验方法，指出其一定条件下的等效性，和不同适用范围，对于其他模式的舍入误差影响研究有一定的参考价值。 4 通过对Lorenz非线性动力系统的多精度数值计算实验，得出非线性动力系统中浮点计算对计算精度、步长的一些依赖关系。给出了获得Lorenz系统中长时间状态准确计算值的步骤，探讨了依赖于多精度计算的最优步长、最大有效计算时间搜索方法。引用舍入误差分析方法，并且以此为依据分析几种非线性系统数值求解过程的几种典型情况下的一些估计式，对研究多精度数值分析和数值模式的计算误差有借鉴作用。