将“地球”搬进实验室 我国首个地球系统模拟大科学装置启用

人民网北京6月24日电 （赵竹青）6月23日，“十二五”国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”在北京怀柔科学城落成启用，这是我国首个研制成功的地球系统数值模拟大科学装置。中国科学院大气物理研究所为建设法人，清华大学为共建单位，建设地点为北京怀柔科学城东区。

近百年来，随着人类社会飞速发展，全球气候变暖加剧，环境问题日益突出，海平面上升、冰川融化退缩、沙漠化等灾害不断加剧，给人类社会带来严重威胁。人类越来越迫切地需要读懂地球，更精准、全面地认识地球变化，研究全球变化的机制和机理，预知地球的未来。

地球系统数值模拟装置是我国首个具有自主知识产权，以地球系统各圈层数值模拟软件为核心，软、硬件协同设计，规模及综合技术水平位于世界前列的专用地球系统数值模拟装置。其核心软件是中国科学院大气物理研究所经过长期科研攻关，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个分系统模式，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。

气候变化应对与碳中和实现，是世界各国所面临的共同问题，也是最为复杂的多边外交谈判议题之一。一些发达国家已建成专门的地球模拟装置，从而在全球气候和环境变化问题的外交谈判中占据主导地位。如今，我国面向地球系统专用数值模拟装置的建成将有利于扭转这一局面。“我们要用自己的计算数据作为气候与环境领域谈判的依据，提升我国的国际话语权”，国家最高科学技术奖得主曾庆存院士说。

新落成启用的地球系统数值模拟装置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，能够更全面地考虑地球系统的各种过程，特别是全球生态和生物地球化学过程及其与气候系统的相互作用，并在此基础上建立起“生态-气温-二氧化碳浓度-碳排放量”的清晰关系，对温室气体核算、未来升温预估提供有力的模拟支撑，助力碳达峰、碳中和愿景目标的实现。同时，地球系统数值模拟装置建设的“区域高精度环境模拟系统”也将显著提升我国应对环境问题的能力，使我国防灾减灾水平跃升到新高度，并为建设“美丽中国”提供支撑。

未来，随着日地空间环境模式、大陆冰盖模式和固体地球模式建设并逐步耦合到地球系统模式中，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，这将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一流水平。

地球系统数值模拟装置落成启用，这是怀柔科学城建设又一里程碑的成果，也是综合性国家科学中心从建设为主向建设与运行并重转变的重要标志。当前，“十三五”时期布局的29个科学设施平台全部开工，部分装置设施平台进入科研状态并产出创新成果，纳米能源与系统研究所、北京雁栖湖应用数学研究院等一批新型研发机构、高端创新资源成功落地，科技创新的集聚效应和溢出效应持续显现。