中国首个地球系统模拟大科学装置启用
6月23日，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。这是我国研制成功的首个具有自主知识产权的地球系统模拟大科学装置。
新装置的核心软件自主研发
地球系统模拟装置又称地球模拟实验室，简而言之，就是对地球系统进行数值模拟，即以地球系统观测数据为基础，利用描述地球系统的物理、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，科学家们由此得以重现地球的过去、模拟地球的现在、预测地球的未来。
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，能模拟大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的演变规律。
为实现碳中和提供科学支撑
当前，应对气候变化与实现碳中和，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。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。
中科院大气物理研究所所长曹军骥表示，新落成启用的地球模拟实验室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。
将地球搬进实验室需多学科融合
做关于地球的实验，需要满足的条件太多，没办法保证实验室环境和真实环境全部符合。国际上提出研究的办法，叫数值模拟，或称数值试验。“这一方法简单来说，就是提出一个理论后，要验证这个理论对不对，就需要建立数学模型并利用电子计算机求解，把经过理论模型计算后的数值和实际对比，来证明理论预测是不是和实际的一致。”曹军骥说。
全球环境变化既是科学问题，更是国际气候环境外交的核心问题之一。这要求科学研究必须突破传统地学各分支学科分别进行研究的方法的局限性，而要用系统的观点和方法将地球各圈层作为统一整体。“地球系统模式软件是复杂的巨系统模型，需要多学科紧密联系，这是大气科学、计算科学和计算机技术融合的一个典型。”曹军骥说。
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