【模拟|我国首个地球系统数值模拟装置落地怀柔科学城】我国首个地球系统数值模拟装置落地怀柔科学城
建模构建虚拟世界、大数据分析四季更迭和洋流变化……曾经我们只能在科幻电影中看到的场景 ， 正一件件成为现实 。 6月23日 ， 由我国自主研发的“地球模拟”大设施——地球系统数值模拟装置在怀柔科学城投入试运行 。 这是我国首个研制成功的地球系统数值模拟大科学装置 ， 也是怀柔科学城首个落成启用的大科学装置 。
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怀柔综合性国家科学中心自获国家批复以来 ， 北京市、中科院和在京高校通力合作、紧密配合、共同推动开展各项工作 。 “十三五”布局的29个科技项目全部加快建设 ， 其中25个主体结构封顶 ， 7个进入设备安装调试 ， 大国重器集中亮相 ， 成为全国设施平台最密集的地区 。
地球系统数值模拟装置有何用途？作为“十二五”国家重大科技基础设施 ， 该装置由中国科学院大气物理研究所与清华大学共同建设 ， 将服务于应对气候变化、生态文明建设、双碳愿景目标、防灾减灾等国家重大需求 ， 并为国际气候与环境谈判提供有力的科技支撑 。 简言之 ， 它的启用将帮助我们更精准、全面地认识地球变化 ， 研究全球变化的机制和机理 ， 预测地球的未来 。
据介绍 ， “地球系统数值模拟装置”中文名为“寰” ， 英文名为“Earth Lab” ， 总建筑面积2.4万平方米 。 “寰”将研究地球系统的大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的物理、化学、生物过程及其相互作用 ， 并通过不断的智能推演分析 ， 探究上述相互作用对地球系统整体和我国区域环境的影响 。
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硅立方机房内景
同时 ， “寰”还将进一步融合模拟与观测数据 ， 提高对气候变化、自然灾害、环境污染等问题预测预报的准确性 ， 为国内外地学领域科研人员提供高性能的地球模拟平台 ， 促使地学领域实现跨越式发展 。
这些强大功能的实现要归功于它了不起的软件支撑 。 “寰”的软件部分是中国科学院大气物理研究所等单位经过长期科研攻关、自主研发的地球系统模式 ， 集成耦合了包含大气、海洋、陆面、植被生态、大气化学、海洋生化、陆地生化在内的7个分系统 ， 能够模拟大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的演变规律 ， 对地球的过去进行反演、对现在进行观察、对未来进行预测 。
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地球系统圈层构成
值得一提的是 ， “寰”还具有一双“慧眼” 。 它对全球大气和陆面模拟推演的水平分辨率达到25公里 ， 对海洋和海冰模拟推演的水平分辨率达到10公里；在中国及周边区域 ， 环境模拟推演的水平分辨率达到3公里 ， 重点区域达到1公里 。
如此了不起的“大设施”将实现哪些“大目标”呢？市发改委相关负责人介绍 ， “寰”的整体性能与国际先进水平相当 ， 具备地球表层各圈层的模拟能力 ， 对温室气体核算、未来升温预估提供有力的科技支撑 ， 将助力碳达峰、碳中和愿景目标的实现 。
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模拟成果展示
同时 ， 地球系统数值模拟装置的区域高精度环境模拟能力也将提升我国应对环境污染问题、防灾减灾的科技支撑能力 ， 并支撑“美丽中国”等国家生态文明建设 。
相关负责人透露 ， 项目投入试运行后 ， 将进一步测试完善 ， 预计2022年完成验收正式投用！未来 ， 随着“寰”的“成长” ， 地球科学的理论化和数值化将进一步加强 ， 我国地球系统科学整体迈向国际一流水平也指日可待 。
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