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又一大科学装置顺利启用 地球系统数值模拟装置可预见未来

发布日期:2021年07月05日    浏览次数:58    关键字: 资讯 新闻

  近日,由中国科学院大气物理研究所牵头建设的“地球系统数值模拟装置”顺利落成启用。它融合了大气科学、计算科学和计算机技术,模拟地球的现状,预测未来的气候变化。
 
  地球系统数值模拟装置是根据地球不同圈层的运动模式和能量交换设计的。科学家们将地球分为大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈五大圈层,并用数学公式定量将各圈层的物理规律表达出来,编成计算机程序进行求解,形成“模式”。不同的圈层之间时刻都在进行物质和能量交换,将各圈层的“模式”联合在一起,就得到一个数字化的地球模型。
 
  地球系统数值模拟装置以地球系统观测数据为基础,利用地球系统的物理、化学和生命过程及其演化的规律在超级计算机上进行大规模科学计算,具备表层全体的模拟能力。它由软、硬件两部分组成。硬件是专用超级计算机,软件是大气所研发的地球系统模式C[**]S-ESM2.0。工作时,输入某一时刻的观测数据,并通过超级计算机进行数值计算,可推演地球不同圈层的变化,重现过去、模拟现在、预测未来。目前,模式水平分辨率最高达到10-25公里,大气模式25公里,海洋模式10公里,一天可以计算出地球多个圈层10年左右的变化,别称“寰”。
 
  除了7个分系统模式,地球系统数值模拟装置未来还将建设3个独立的分系统模式,包括日地空间环境模式,大陆冰盖模式,固体地球模式。海洋、大气、陆面、大气化学、植被生态、陆地生化、海洋生化万物被装进模拟器中,能够模拟水圈、冰冻圈、大气圈、生物圈、岩石圈演变规律。
 
  该装置的建成将服务于应对气候变化、防灾减灾、生态环境建设、双碳愿景目标等国家重大需求,为国际气候与环境谈判提供有力的科学支撑。
 
  此外,地球数值模拟装置将实现从地球系统到空间天气的全耦合数值模拟,进一步推动地球科学的理论化和数值化,推动地学不同学科之间的交叉和融合,促进我国地球系统科学整体迈向国际水平。

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