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把地球“搬”進實驗室 “地球系統數值模擬裝置”啟用

發稿時間:2021-06-25 06:16:10

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  本報北京6月23日電(記者齊芳)“十二五”國家重大科技基礎設施“地球系統數值模擬裝置”23日在北京懷柔科學城落成啟用。這是我國首個研制成功的地球系統數值模擬大科學裝置,被形容為“把地球‘搬’進實驗室”,將服務于應對氣候變化、生態環境建設、雙碳愿景目標、防災減災(如天氣預報)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。

  “地球系統數值模擬裝置”2018年經國家發改委批復,全面開工建設。中國科學院大氣物理研究所是其建設法人,清華大學為共建單位。

  人類活動將對地球產生何種影響?這樣的影響又會如何反作用于人類?關于地球的未來,人們有很多問題,人們想預知答案,卻又無法在真實的環境中實驗。于是,科學家們提出了數值模擬的方法——用建立數學模型和電子計算機求解的方法,來驗證相關理論正確與否。地球系統模式軟件是復雜的巨系統模型,需要多學科緊密聯系,這是大氣科學、計算科學和計算機技術融合的一個典型。

  據介紹,地球系統數值模擬裝置是我國首個具有自主知識產權,以地球系統各圈層數值模擬軟件為核心,軟、硬件協同設計,規模及綜合技術水平位于世界前列的專用地球系統數值模擬裝置。其核心軟件是中國科學院大氣物理研究所經過長期科研攻關,自主研發的地球系統模式,集成耦合了包含大氣、海洋、陸面、植被生態、大氣化學、海洋生化、陸地生化在內的7個分系統模式,能夠模擬大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈的演變規律,對地球的過去進行反演、對現在進行觀察、對未來進行預測。

  這一基礎設施的整體性能與國際先進水平相當,具備地球表層各圈層的模擬能力,能夠更全面地考慮地球系統的各種過程,特別是全球生態和生物地球化學過程及其與氣候系統的相互作用,并在此基礎上建立起“生態-氣溫-二氧化碳濃度-碳排放量”的清晰關系,可以對溫室氣體核算、未來升溫預估提供有力的模擬支撐,助力碳達峰、碳中和愿景目標的實現。同時,地球系統數值模擬裝置建設的“區域高精度環境模擬系統”也將顯著提升我國應對環境問題的能力,使我國防災減災水平躍升到新高度。

  這一裝置的建成,也將為人們應對全球氣候和環境變化增添底氣。國家最高科學技術獎得主曾慶存院士說:“我們要用自己的計算數據作為氣候與環境領域談判的依據,提升我國的國際話語權!

  未來,隨著日地空間環境模式、大陸冰蓋模式和固體地球模式建設并逐步耦合到地球系統模式中,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,這將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一流水平。

【編輯:田博群】

來源:administrator  責編:熱播