將“地球”搬進實驗室 我國首個地球系統模擬大科學裝置啟用

人民網北京6月24日電 （趙竹青）6月23日，“十二五”國家重大科技基礎設施“地球系統數值模擬裝置”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。中國科學院大氣物理研究所為建設法人，清華大學為共建單位，建設地點為北京懷柔科學城東區。

近百年來，隨著人類社會飛速發展，全球氣候變暖加劇，環境問題日益突出，海平面上升、冰川融化退縮、沙漠化等災害不斷加劇，給人類社會帶來嚴重威脅。人類越來越迫切地需要讀懂地球，更精准、全面地認識地球變化，研究全球變化的機制和機理，預知地球的未來。

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於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、岩石圈、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。

氣候變化應對與碳中和實現，是世界各國所面臨的共同問題，也是最為復雜的多邊外交談判議題之一。一些發達國家已建成專門的地球模擬裝置，從而在全球氣候和環境變化問題的外交談判中佔據主導地位。如今，我國面向地球系統專用數值模擬裝置的建成將有利於扭轉這一局面。“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”，國家最高科學技術獎得主曾慶存院士說。

新落成啟用的地球系統數值模擬裝置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，並在此基礎上建立起“生態-氣溫-二氧化碳濃度-碳排放量”的清晰關系，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、碳中和願景目標的實現。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，並為建設“美麗中國”提供支撐。

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並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。

地球系統數值模擬裝置落成啟用，這是懷柔科學城建設又一裡程碑的成果，也是綜合性國家科學中心從建設為主向建設與運行並重轉變的重要標志。當前，“十三五”時期布局的29個科學設施平台全部開工，部分裝置設施平台進入科研狀態並產出創新成果，納米能源與系統研究所、北京雁棲湖應用數學研究院等一批新型研發機構、高端創新資源成功落地，科技創新的集聚效應和溢出效應持續顯現。