“十二五”國家重大科技基礎設施“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”在北京懷柔科學城落成啟用并試運行，這是我國首個研制成功的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬大科學裝置。該裝置 2022 年正式建成后，將服務于應對氣候變化、生態(tài)環(huán)境建設、雙碳愿景目標、防災減災(如天氣預報)等國家重大需求，為國際氣候與環(huán)境談判提供有力的科學支撐。
業(yè)內(nèi)專家科普稱，這意味著中國科學家可以“把地球搬進實驗室，給地球做模擬實驗”，從而更好讀懂地球，更精準、全面認識地球變化，研究全球變化的機制和機理，預知地球的未來。
地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置是我國首個具有自主知識產(chǎn)權，以地球系統(tǒng)各圈層數(shù)值模擬軟件為核心，軟、硬件協(xié)同設計，規(guī)模及綜合技術水平位于世界前列的專用地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置。其核心軟件是中國科學院大氣物理研究所經(jīng)過長期科研攻關，自主研發(fā)的地球系統(tǒng)模式，集成耦合了包含大氣、海洋、陸面、植被生態(tài)、大氣化學、海洋生化、陸地生化在內(nèi)的 7 個分系統(tǒng)模式，能夠模擬大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈的演變規(guī)律，對地球的過去進行反演、對現(xiàn)在進行觀察、對未來進行預測。
新落成啟用的地球系統(tǒng)數(shù)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(tǒng)的各種過程，特別是全球生態(tài)和生物地球化學過程及其與氣候系統(tǒng)的相互作用，并在此基礎上建立起“生態(tài) — 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、碳中和愿景目標的實現(xiàn)。同時，地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置建設的“區(qū)域高精度環(huán)境模擬系統(tǒng)”也將顯著提升我國應對環(huán)境問題的能力，使我國防災減災水平躍升到新高度，并為建設“美麗中國”提供支撐。
中科院大氣所指出，氣候變化應對與碳中和實現(xiàn)，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(fā)達國家已建成專門的地球模擬裝置，從而在全球氣候和環(huán)境變化問題的外交談判中占據(jù)主導地位。
如今，中國首個具有自主知識產(chǎn)權、規(guī)模及綜合技術水平位于世界前列的專用地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置的建成啟用，將為國際氣候與環(huán)境談判提供有力的科學支撐。
關鍵詞： 地球 實驗室 系統(tǒng)模擬 科學裝置
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