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04 de Junio de 2021

ACTAS 002/2021 - Revisión 004

Reunión del Comité Científico del Modelo Comunitario del Sistema Tierra Unificado.

A las 15:00 horas del 4 de junio de 2021, representantes del INPE (Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales), INMET (Instituto Nacional de Meteorología), UFCG (Universidad Federal de Campina Grande), CENSIPAM (Centro de Gestión y Operaciones del Sistema de Protección de la Amazonía), ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica), INPA (Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonía), UFSM (Universidad Federal de Santa María), USP (Universidad de São Paulo), LNCC (Laboratorio Nacional de Computación Científica), UFMS (Universidad Federal de Mato Grosso do Sul) y MB (Marina de Brasil) se reunieron virtualmente, con el objetivo de discutir y dar continuidad al trabajo del Comité Científico del Modelo Comunitario del Sistema Terrestre Unificado (MCSTU). Estas actas registran la reunión y reúnen la información ingresada en el chat, como enlaces e información relevante para las discusiones mantenidas. Tras la apertura de la reunión, conducida por Saulo Freitas, este documento está orientado según las directrices establecidas por Saulo Freitas durante su presentación.

Agenda 1 - Apertura

Saulo Freitas anunció los nuevos miembros del Comité Científico de la MCSTU, así como las nominaciones de Walid Maia Pinto Silva y Seba (ausente) y Flávia Rodrigues Pinheiro, de la Marina de Brasil (MB), quienes serán los referentes de la MB en el contexto de la MCSTU y aportarán las necesidades, demandas y contribuciones de la MB. Por parte de la UFPA, Júlia Clarinda Paiva Cohen (ausente), por parte de la USP, Marcia Akemi Yamasoe y por parte del INPE, Karla Longo. A continuación, se dio la palabra para la presentación de los nuevos miembros.

Flávia Pinheiro comenzó su presentación ante los miembros del MCSTU y les informó que había tenido conocimiento del Comité Científico la semana anterior a la fecha de esta reunión. Explicó que, debido a la ausencia del Comité Científico en las primeras reuniones, aprovecharía esta oportunidad para conocer los temas y debates dentro del MCSTU, ya que esto le permitiría identificar los puntos de colaboración y las necesidades del Comité Científico con el MCSTU.

Saulo Freitas coincidió y señaló la posibilidad de programar una reunión específica con miembros de la HM para explicar en detalle cómo podría darse la colaboración con las Fuerzas Armadas.

Pedro Dias añadió que es importante contar con la retroalimentación de las Fuerzas Armadas, ya que tienen necesidades específicas. Quienes trabajan en el área operativa conocen las dificultades que presentan los modelos en cuanto a precisión y que es necesario comprender mejor las particularidades de este grupo ( DHN - Dirección de Hidrografía y Navegación). Añade que existe escasez de personal y que es necesario contar con la ayuda y la experiencia de personal especializado.

Flavia Pinheiro estuvo de acuerdo con la idea de programar una reunión para la próxima semana.

Saulo Freitas comentó que todas las propuestas para el MCSTU surgirán de las reuniones del Comité Científico, pero que el MCSTU aún se encuentra en desarrollo. A continuación, cedió la palabra a Karla Longo, quien realizó su presentación. En su presentación ante el Comité Científico del MCSTU, Karla Longo comentó sobre su trabajo sobre la composición química de la atmósfera, con modelos que describen dicha composición y su interacción con otros sistemas. Añadió que espera contribuir al MCSTU, que representa el futuro del modelado en Brasil.

Saulo Freitas anunció que durante el actual encuentro, Renato Henrique Ferreira y Cristiane Mariano Zavati, funcionarios del INPE, hablarán sobre técnicas de gestión de proyectos de alta complejidad.

Saulo Freitas informó que las actas de la 2.ª Reunión del MCSTU están disponibles. Dedicó un momento a que los miembros del Comité Científico comentaran las correcciones al acta. Al no haber comentarios, declaró aprobadas las actas de la 2.ª Reunión del MCSTU.

Saulo Freiras retomó el tema de los eventos científicos y el programa de colaboración con el ECMWF, en el ámbito de la MCSTU. Destacó un tema importante: la necesidad de profundizar el debate entre los miembros clave del Comité Científico de la MCSTU, dado que existen diversas instancias de participación en la MCSTU y el Comité Científico es una instancia superior.

Agenda 2 - Definición de Miembros del Comité para Recopilar y Documentar los Requerimientos, Demandas y Contrapartes del MCSTU

Saulo Freitas comentó sobre los miembros actuales del Comité Científico de la MCSTU y los temas que les corresponden. Informó sobre una reunión entre Pedro Dias, él mismo y un grupo ampliado del área de Oceanografía. Añadió que Júlia Cohen será responsable de las universidades del norte de Brasil y que Flávia Pinheiro y Walid Seba serán los representantes del MB.

Ronald Buss comentó sobre la participación del MB y, dado que hay dos representantes, asumió que uno está relacionado con el océano y el otro con la atmósfera. Informó que el día anterior a esta reunión se realizó una transmisión en vivo (transmisión en vivo por internet) relacionada con la Sociedad de Oceanografía, donde se habló extensamente sobre el trabajo y la participación del MB en la red REMO (Red de Modelado y Observación Oceanográfica).

Flávia Pinheiro informó que está a cargo de la división de Pronóstico Numérico Operativo, que cuenta con dos secciones integradas: modelado atmosférico y oceánico. Comentó que Walid Seba pertenece a la DGN (Dirección General de Navegación) de la MB, y que la DHN está subordinada a esta. Por lo tanto, la participación de Walid Seba tendrá un enfoque organizativo por parte de la MB.

Otávio Acevedo comentó que inició contactos en la región sur de Brasil, donde se imparten dos cursos de meteorología y otros en áreas afines. Añadió que, en su opinión, se debería establecer un contacto inicial y luego distribuirlos por áreas de meteorología. Se preguntó si esta postura es correcta o si es necesario determinar cuáles son las demandas de la región sur de Brasil para el MCSTU.

Saulo Freitas coincidió y afirmó que es importante identificar las demandas e identificar los procesos más importantes de la región que el MCSTU debería poder resolver. Añadió que las universidades serán clave para impulsar el MCSTU.

Otávio Acevedo comentó que la región Sur puede contribuir más a la representación y modelado de la Capa Límite Planetaria.

Saulo Freitas afirmó que es importante divulgar la información en las Universidades e identificar las demandas regionales.

Jairo Panetta contribuyó al debate al explicarle a Otávio Acevedo que no basta con considerar solo el aspecto meteorológico. Comentó que en el sur de Brasil existe un grupo de PAD (Procesamiento de Alto Rendimiento), representado por Philippe Navaux/UFRGS , que trabaja en esta área y puede colaborar con el MCSTU. Lo importante es el trabajo integral, que va más allá del aspecto meteorológico.

Otávio Acevedo recibió con agrado la información y afirmó que se necesitará ayuda con aspectos del MCSTU que no son su especialidad.

Joaquín Costa comentó que su participación en el Comité Científico es en la contribución entre las atmósferas neutras e ionizadas, en el uso común de datos (incluso en Asimilación de Datos) y en los experimentos que se puedan relacionar con los demás componentes del MCSTU.

Antonio Manzi contribuyó a la discusión diciendo que es necesario organizar el tema del representante local con el punto focal que represente al país (esta persona debe ser un facilitador), ya que el PAD es un tema específico, cuyos colaboradores pueden estar en cualquier región.

Saulo Freitas coincidió con Antonio Manzi y añadió que este asunto debe ser discutido.

Haroldo Fraga afirmó que los temas son complementarios. Añadió que se debe difundir información en las universidades indicando las necesidades del MCSTU, pero en términos generales (en las áreas de Meteorología, Oceanografía, Desarrollo de Software, etc.). Los equipos deben ser multidisciplinarios. El tema es amplio y todos deben hablar el mismo idioma.

Luiz Flávio añadió que algunas universidades tienen una vocación clara (por ejemplo, la calidad del software) y que pueden ser fundamentales para el desarrollo de la MCSTU. Añadió que nadie debe quedar excluido y que todos deben participar para el mejor desarrollo de la MCSTU, ya que debe ser sólida.

Jairo Panetta intervino, comentando que el punto planteado por Antonio Manzi no ha sido resuelto, pues parece haber duplicación de funciones.

Antonio Manzi agregó que se necesita una buena coordinación para evitar la duplicación de información.

Pedro Leite intervino en el debate, señalando la importancia de plantear este tema al equipo de coordinación para que se pueda tomar una decisión sobre cómo abordar cada caso de conflicto. Añadió que el contacto con algunas sociedades científicas es fundamental. Comentó que hace unos años, la SBMAC (Sociedad Brasileña de Matemática Aplicada y Computacional) mostró interés en los programas de modelización climática. No existían pruebas de la participación de la SBMAC en un programa como este, ya que tiene potencial para contribuir.

Joaquim Costa comentó que una forma de integrar a estas personas es mediante el rol de enlace. Esta persona participa en reuniones con otros grupos y aporta esta información al Comité Científico del MCSTU.

Enio Bueno añadió que es necesario brindar a quienes deseen participar en la iniciativa MCSTU la información necesaria. Podría haber una página web donde se pueda encontrar información sobre la MCSTU y saber dónde participar. Ya se conoce el mínimo que debe tener y ser la MCSTU. Las personas pueden unirse a ciertos aspectos por afinidad. Esto ayuda a organizar los grupos y es importante que sepan que esta iniciativa existe.

Saulo Freitas argumentó que el papel de las universidades, en el contexto de la MCSTU, es precisamente difundir información y actuar sobre temas específicos, y expresó su preocupación por el tema planteado por Antonio Manzi. Como ejemplo, comentó que en la región sur de Brasil hay personas que trabajan con la asimilación de datos y que João Gerd es quien debería organizar los grupos sobre este tema, aunque no se encuentre en esa región.

Pedro Dias añadió que ha comenzado a contactar con algunos grupos, pero que aún queda mucha gente con quien hablar. Los primeros contactos se hicieron con el grupo de Oceanografía. Enio Bueno argumentó que no hay duplicación de funciones. El problema surge cuando un experto desconoce la MCSTU y no puede contribuir.

Saulo Freitas señaló que cada miembro del Comité Científico del MCSTU debe contactar sus redes de colaboradores y organizar colaboraciones.

João Gerd dijo que debería hablar con Otávio Acevedo para ponerlo en contacto con personas de la región sur de Brasil, para que puedan hablar sobre temas específicos.

Haroldo Fraga agregó una sugerencia y dice que Otávio Acevedo es el responsable de presentar el proyecto en la región Sur de Brasil y que podrá divulgar cuáles son los focos temáticos.

João Gerd señaló que sería interesante formular un documento con la idea del Comité Científico del MCSTU, que informe sobre las metas de cada área para que los socios comprendan lo que se está haciendo. De forma estandarizada, los miembros del Comité Científico pueden compartir la misma información sobre el MCSTU.

Jorge Gomes coincidió con las declaraciones de João Gerd y Enio Bueno, y comentó que la página web y el documento pueden contribuir a un diálogo más equitativo. A nivel local, los socios deben ser multiplicadores. La red crecerá localmente cuando los socios del MCSTU cuenten con la información necesaria.

Saulo Freitas pidió a João Gerd que organizara una nota estandarizada que pudiera ser distribuida a los miembros del Comité Científico.

Caio Coelho comentó sobre el tema del pre y posprocesamiento meteorológico y climático y afirmó que, si bien él es el punto focal, su especialidad no es la predicción numérica del tiempo. Indicó que Carlos Bastarz y Paulo Kubota tienen experiencia en esta parte del pre y posprocesamiento de pronósticos meteorológicos.

Saulo Freiras reiteró que Caio Coelho debe ser el punto focal y que debe buscar personas que colaboren en temas específicos.

Ronald Buss añadió que cada vez es más claro cómo se abordarán los temas relacionados con los componentes de la MCSTU, pero que aún existe falta de representación en el área de Hidrología. Existe una gran deficiencia en la modelización hidrológica, desde una perspectiva nacional (por ejemplo, la predicción de niveles y caudales fluviales, etc.). Señaló que en Brasil existe una red para el monitoreo de parámetros hidrológicos, pero que este componente no está representado en la MCSTU.

Pedro Dias comentó que existen algunos estudios en esta línea, por ejemplo, los de Walter Collichonn/UFRGS y otros de la USP. Añadió que lo importante en este ámbito son las zonas inundadas y la conexión entre los modelos hidrológicos y atmosféricos. Es necesario un enfoque en este aspecto.

Haroldo Fraga sugirió que los puntos focales del Comité Científico incluyan a sus personas de contacto y a los expertos en áreas específicas. Los miembros del Comité Científico necesitan conocer a estas personas para orientar el trabajo de los puntos focales.

Saulo Freitas destacó que FUNCEME (cuyo punto de contacto sería Francisco Hoilton Ríos, Director Técnico de FUNCEME) es una entidad importante que puede ayudar en esta área.

Agenda 3 - Desarrollo de modelos comunitarios: Asociación con empresas PAD - El caso de NVIDIA

Saulo Freitas informó que Luiz Flávio está muy avanzado en el contacto con empresas privadas y que hará una comunicación sobre el caso NVIDIA.

Luiz Flávio comenzó su charla comentando la importancia del desarrollo de software y el contacto que tiene con empresas privadas (p. ej., NVIDIA , NEC , BULL , IBM ). Estas empresas están interesadas en participar en el desarrollo de MCSTU. Las arquitecturas de computadoras evolucionan muy rápidamente y, si no nos mantenemos al día, ya no podremos portar nuestros códigos a nuevas arquitecturas. Preguntó qué es bueno para nuestro núcleo dinámico. El sector privado tiene mucha experiencia en portar códigos (tienen un interés práctico en optimizar códigos) y en adaptar modelos a arquitecturas específicas. También tienen otros intereses comerciales. Ganancias con NVIDIA: tienen conocimiento de los diferentes núcleos dinámicos, conocen las dificultades de cada núcleo dinámico y tienen experiencia en el uso de GPU actuales y futuras. La historia de éxito de NVIDIA: el modelo GRAF (Sistema global de pronóstico atmosférico de alta resolución) de IBM, completamente portado a la GPU (con asimilación de datos y el núcleo dinámico de MPAS , Modelo para la predicción a través de escalas). Este producto es un competidor del sector privado. Cuenta con experiencia en colaboraciones heterogéneas: centros de investigación, centros operativos y universidades (p. ej., el proyecto ESCAPE ). NVIDIA propuso conferencias de 30 minutos para los miembros del Comité Científico de la MCSTU.

Saulo Freitas preguntó sobre las ventajas de utilizar GPU sobre CPU, desde el punto de vista de costo y codificación.

Luiz Flávio respondió que depende de lo que se vaya a codificar para la GPU. Explicó que en lenguaje CUDA es como portar Fortran a C. Añadió que los modelos numéricos, al ser portados a la GPU, tienen resultados muy significativos en rendimiento.

Saulo Freitas volvió a preguntar sobre el nivel de intervención en el código. Le preguntó a Luiz Flávio si sabía cuántas líneas de código adicionales se necesitan para adaptar el código escrito para CPU y luego para GPU.

Luiz Flávio respondió con el ejemplo de OpenACC , donde las modificaciones son pocas. Partiendo de un núcleo dinámico portado a GPU, es más sencillo, ya que será necesario portar la física y realizar el mismo trabajo que se realizó con el núcleo dinámico.

Jairo Panetta contribuyó al debate argumentando que es necesario tomar una decisión sobre este aspecto: ¿se basarán los esfuerzos de desarrollo de MCSTU en OpenACC? Añadió que es discutible si en el futuro se mantendrá OpenACC. Es posible que OpenMP lo sustituya. El esfuerzo de esta conversión ciertamente no es pequeño.

Saulo Freitas expresó su preocupación por el rápido desarrollo de la arquitectura de computadoras, en vista de importantes decisiones que se están tomando para el desarrollo del MCSTU.

Jairo Panetta comentó sobre el ejemplo de Luiz Flávio, afirmando que no se trata solo de una correlación entre OpenACC y OpenMP, y que es necesario debatir el tema a fondo. La principal preocupación radica en qué estructura de software se debe adoptar. Es necesario saber qué harán centros como el ECMWF , el NCAR , el NCEP , etc.

Luiz Flávio coincidió con la declaración de Jairo Panetta sobre OpenACC y afirmó que es fundamental conectar con empresas que están a la vanguardia de estos desarrollos. Las empresas están interesadas en contribuir porque quieren vender sus propias máquinas y los modelos deben tener un buen rendimiento.

Pedro Peixoto comentó sobre su experiencia en MetOffice y ECMWF. Desarrollan software en capas, una de las cuales es la parte científica del modelo y la otra es el acoplamiento (separación de conceptos). Como ejemplos de proyectos que utilizan la separación de conceptos, mencionó los proyectos LFRic (de MetOffice) y PSyclone (componente del proyecto GungHo ).

Haroldo Fraga intervino en el debate y afirmó que las intervenciones y la organización del equipo dependerán de la elección de la estructura informática que requiera menos intervenciones. Aún no está claro cuál será esta estructura, pero debemos confiar en la que requiera menos intervenciones en el código.

Pedro Peixoto respondió a la última pregunta realizada por Saulo Freitas (sobre la rápida evolución de las arquitecturas de computadoras y el MCSTU), diciendo que es necesario desarrollar estructuras de software que permitan adaptaciones flexibles, utilizando la separación de conceptos.

Saulo Freitas comentó que por eso es necesario un programa específico de capacitación comunitaria.

Pedro Dias añadió que si no se toman las decisiones correctas, las probabilidades de fracaso son altas. Comentó la competencia de Brasil en este ámbito y que podemos contribuir con las alianzas internacionales y la experiencia del país.

Enio Bueno coincidió con Pedro Peixoto. En el área de Física, afirmó que hay muchas personas especializadas, pero que no son expertas en Computación Científica. Por lo tanto, proporcionarán buena física para que los informáticos la optimicen.

Jairo Panetta añadió que el problema es más complejo. Por ejemplo, si se escribe un modelo de transferencia radiativa como RRTM-G (Modelo de Transferencia Radiativa Rápida para GCM), con una sola columna, no hay forma de que OpenACC u OpenMP optimicen ese código para su ejecución en GPU. Toda la física del modelo debe funcionar de forma independiente, en múltiples columnas.

Agenda 4 - Gestión de Proyectos Organizacionales en el INPE - Ejemplo de Monitora-BR

Saulo Freitas presentó a Renato Branco y Cristiane Zavati, de la Coordinación de Gestión de Proyectos e Innovación Tecnológica (COGPI) del INPE. Invitó a Renato Branco a su presentación.

Renato Branco presentó ejemplos de gestión de proyectos en el Instituto y cómo el INPE está respondiendo a la demanda de reestructuración del MCTI (Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación). Gran parte de las iniciativas del INPE contribuyen a la organización de proyectos internos, además de satisfacer la propia demanda del MCTI. En la estructura organizativa del INPE, el COGPI (propiedad intelectual) supervisa todo el Instituto y organiza una hoja de ruta de desarrollo tecnológico, en línea con las expectativas del MCTI. Con esto, el INPE desarrolla esta hoja de ruta según su planificación estratégica (en términos de productos, servicios y resultados). Como ejemplo para el MCSTU, se presentó la estructura del proyecto "Monitora-BR", un componente del proyecto "Biomas-BR" (junto con los proyectos "BIG" (Base de Información Georreferenciada del INPE) y del MCSTU; Biomas-BR debería ser uno de los proyectos estructurantes del INPE). Dentro de "Monitora-BR", hay cuatro componentes que pueden financiarse con recursos del FVC (Fondo Verde para el Clima).

Saulo Freitas explicó que, en este contexto, el FVC es un programa de financiación del Ministerio de Economía y podría ser una posible fuente de recursos para el MCSTU. Preguntó a Renato Brando cómo supervisar la ejecución del proyecto y qué tipo de apoyo puede brindar el COGPI para su implementación efectiva.

Antonio Manzi intervino y destacó que el proyecto MCSTU tiene como objetivo el desarrollo de software, y que necesitamos una gestión específica de esta plataforma, que todo tiene que funcionar en armonía y este aspecto es muy importante.

Renato Branco respondió a Saulo Freitas y afirmó que COGPI no tiene forma de gestionar a MCSTU en ninguno de estos aspectos. Lo que COGPI puede hacer es presentar los métodos y la forma en que el Comité Científico de MCSTU puede desarrollar su proyecto. Corresponde al Comité Científico buscar los sistemas y socios que ayuden a gestionar el proyecto. Podemos crear una rutina para supervisar periódicamente el proyecto, pero la gestión no debe estar a cargo de COGPI.

Saulo Freitas afirmó que el MCSTU necesita una guía sobre cómo aplicar estas herramientas de gestión en la práctica, para que sea posible ver cómo avanza el proyecto, cuáles son los puntos débiles y qué se debe hacer para mejorar.

Pedro Dias añadió que el tema de la gestión de software es algo que debe abordarse. Afirmó que cree que el COGPI del INPE también gestionará el software.

Renato Branco destacó que es posible que, en pocos años, BIG pueda llevar a cabo esta gestión, una vez establecida. En el INPE, no existe ninguna entidad ni coordinación que lleve a cabo esta gestión ni que haya establecido este estándar.

Roberto Souto añadió que, según su experiencia, se pueden utilizar programas como Trello y Redmine para la gestión de proyectos y el desarrollo de software. Para la comunicación entre miembros, se pueden utilizar Slack y Discord .

Renato Branco añadió que Trello se utiliza para gestionar las acciones del proyecto. Trello se utiliza para gestionar requisitos y acciones, Redmine para organizar los paquetes de entrega, y Subversion y Tortoise para versionar archivos de Microsoft Word.

João Gerd agregó que CPTEC ya está acostumbrado a utilizar Subversion y Redmine para el control de versiones de software y la gestión de proyectos, respectivamente.

Luiz Flávio argumentó que le preocupaban estos aspectos y ya solicitó la inclusión de Git en Redmine en CPTEC . Esto se debe a que la comunidad en torno a MCSTU debe ser amplia y Git permite confirmaciones locales, un mejor control de las revisiones y evita problemas. Los métodos ágiles como Kanban deben priorizarse sobre estas herramientas. Afirmó que está escribiendo sobre esto y que debemos preocuparnos por los principios del desarrollo de software. Es un modelo comunitario, en el que habrá grupos que deben distribuir sus tareas; de lo contrario, no necesitamos una comunidad. Esta comunidad necesita principios de desarrollo de software y todo debe estar muy bien controlado.

Renato Branco agregó que el legado es importante, pero que las herramientas del MCTI son una imposición y fuera de ello no hay nada que hacer.

Joaquim Costa afirmó que lo que Renato dice es que hay una plantilla para incluir información, pero eso no resuelve el problema que expuso Saulo Freitas, que es la necesidad de gestión del programa.

Saulo Freitas concluyó y agradeció a todos por su contribución y presencia.

Acciones para la próxima reunión

Presentación de un documento estandarizado para la comunicación entre los puntos focales en sus regiones;
Solicitar a los puntos focales del Comité Científico que proporcionen sus contactos de expertos en los diversos componentes del MCSTU;
Prever la construcción de una página de inicio del MCSTU para agregar información sobre el modelo y, cuando sea posible, identificar posibles áreas de colaboración para los participantes;
Invitar a FUNCEME a participar en el MCSTU en el área de Hidrología;
Discutir la estructura de software a adoptar, dadas las opciones de desarrollo orientadas a nuevas arquitecturas (separación de conceptos, OpenACC, OpenMP Target);
Buscar medios para gestionar proyectos y software de MCSTU, en cumplimiento con los requisitos del MCTI.

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