В работе анализируются особенности программирования графических приложений с обработкой и визуализацией больших объемов данных на высокопроизводительных гибридных вычислительных кластерных системах. Рассмотрена гибридная архитектура вычислительного кластера, с помощью которой возможна реализация параллелизма с применением технологий CUDA и MPI на трех уровнях: узлы кластера, многоядерность и графические процессоры видеоплаты. Предложен подход к организации гибридного параллелизма и получена оценка его эффективности на примере реализации на гибридном кластере программного комплекса визуализации синоптических данных.