Los problemas inversos a gran escala que requieren computación de alto rendimiento surgen en varios campos, incluidos los estudios de calidad del aire regional. El artículo se centra en soluciones paralelas de un problema de identificación de fuentes de emisión para un modelo de advección-difusión-reacción 2D donde las fuentes son identificadas por datos de medición heterogéneos. En el enfoque de modelado inverso que utilizamos, un problema de identificación de fuentes se transforma en una ecuación de operador cuasi-lineal con un operador de sensibilidad, lo que permite trabajar de manera unificada con datos de medición heterogéneos y proporciona una paralelización natural de los algoritmos numéricos mediante el cálculo concurrente de las filas de una matriz de operador de sensibilidad. La versión paralela del algoritmo implementado con una interfaz de paso de mensajes (MPI) ha mostrado una aceleración de 40 veces en cuatro nodos Intel Xeon Gold 6248R en un escenario de modelado inverso para la región del lago Baikal.