又一大科學裝置順利啟用 地球系統數值模擬裝置可預見未來
作者： 2021年07月02日 來源： 瀏覽量：
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當前，應對全球環境變化、實現碳中和，是各國面臨的共同問題，關乎國家經濟社會可持續發展。陸地系統作為重要的碳匯之一，實現在碳中和的過程中，其作用不可忽視。 近日，由中國科學院大氣物理
當前，應對全球環境變化、實現碳中和，是各國面臨的共同問題，關乎國家經濟社會可持續發展。陸地系統作為重要的碳匯之一，實現在碳中和的過程中，其作用不可忽視。
近日，由中國科學院大氣物理研究所牽頭建設的“地球系統數值模擬裝置”順利落成啟用。它融合了大氣科學、計算科學和計算機技術，模擬地球的現狀，預測未來的氣候變化。
地球系統數值模擬裝置是根據地球不同圈層的運動模式和能量交換設計的。科學家們將地球分為大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈和生物圈五大圈層，并用數學公式定量將各圈層的物理規律表達出來，編成計算機程序進行求解，形成“模式”。不同的圈層之間時刻都在進行物質和能量交換，將各圈層的“模式”聯合在一起，就得到一個數字化的地球模型。
地球系統數值模擬裝置以地球系統觀測數據為基礎，利用地球系統的物理、化學和生命過程及其演化的規律在超級計算機上進行大規模科學計算，具備表層全體的模擬能力。它由軟、硬件兩部分組成。硬件是專用超級計算機，軟件是大氣所研發的地球系統模式CAS-ESM2.0。工作時，輸入某一時刻的觀測數據，并通過超級計算機進行數值計算，可推演地球不同圈層的變化，重現過去、模擬現在、預測未來。目前，模式水平分辨率最高達到10-25公里，大氣模式25公里，海洋模式10公里，一天可以計算出地球多個圈層10年左右的變化，別稱“寰”。
除了7個分系統模式，地球系統數值模擬裝置未來還將建設3個獨立的分系統模式，包括日地空間環境模式，大陸冰蓋模式，固體地球模式。海洋、大氣、陸面、大氣化學、植被生態、陸地生化、海洋生化萬物被裝進模擬器中，能夠模擬水圈、冰凍圈、大氣圈、生物圈、巖石圈演變規律。
該裝置的建成將服務于應對氣候變化、防災減災、生態環境建設、雙碳愿景目標等國家重大需求，為國際氣候與環境談判提供有力的科學支撐。
此外，地球數值模擬裝置將實現從地球系統到空間天氣的全耦合數值模擬，進一步推動地球科學的理論化和數值化，推動地學不同學科之間的交叉和融合，促進我國地球系統科學整體邁向國際水平。
(部分資源來源：財新網)
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