【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】當前，應對全球環(huán)境變化、實現(xiàn)碳中和，是各國面臨的共同問題，關乎國家經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。陸地系統(tǒng)作為重要的碳匯之一，實現(xiàn)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(tǒng)數(shù)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(xiàn)狀，預測未來的氣候變化。
 

　　地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置是根據(jù)地球不同圈層的運動模式和能量交換設計的?？茖W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(shù)學公式定量將各圈層的物理規(guī)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(lián)合在一起，就得到一個數(shù)字化的地球模型。
 

　　地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置以地球系統(tǒng)觀測數(shù)據(jù)為基礎，利用地球系統(tǒng)的物理、化學和生命過程及其演化的規(guī)律在超級計算機上進行大規(guī)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(fā)的地球系統(tǒng)模式CAS-ESM2.0。工作時，輸入某一時刻的觀測數(shù)據(jù)，并通過超級計算機進行數(shù)值計算，可推演地球不同圈層的變化，重現(xiàn)過去、模擬現(xiàn)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(tǒng)模式，地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置未來還將建設3個獨立的分系統(tǒng)模式，包括日地空間環(huán)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(tài)、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(guī)律。
 

　　該裝置的建成將服務于應對氣候變化、防災減災、生態(tài)環(huán)境建設、雙碳愿景目標等國家重大需求，為國際氣候與環(huán)境談判提供有力的科學支撐。
 

　　此外，地球數(shù)值模擬裝置將實現(xiàn)從地球系統(tǒng)到空間天氣的全耦合數(shù)值模擬，進一步推動地球科學的理論化和數(shù)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(tǒng)科學整體邁向國際水平。
 

　　(部分資源來源：財新網(wǎng))