中新網(wǎng)北京11月17日電 (記者 孫自法)中國首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“完整”地球系統(tǒng)模式——中國科學(xué)院地球系統(tǒng)模式升級2.0版(CAS-ESM2.0)，11月17日在北京舉行的第一屆地球系統(tǒng)數(shù)值模擬科學(xué)大會上正式面向全球開源發(fā)布。
作為中國國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”(昵稱“寰”)的核心軟件組成部分，中國科學(xué)院地球系統(tǒng)模式被譽(yù)為“把地球搬進(jìn)實(shí)驗室”開展系統(tǒng)科學(xué)研究，其2.0版總計約270萬行地球系統(tǒng)模擬程序代碼宣布釋放共享。這標(biāo)志著中國地球系統(tǒng)模式的發(fā)展步入?yún)f(xié)同開發(fā)、合作共贏的嶄新階段，有望加速推動中國地球系統(tǒng)模式達(dá)到國際頂尖水平。
預(yù)測未來地球系統(tǒng)變化
大科學(xué)裝置“寰”由中國科學(xué)院大氣物理研究所(大氣所)負(fù)責(zé)建設(shè)和運(yùn)行管理。該所介紹說，中國科學(xué)院地球系統(tǒng)模式2.0版包含完整的氣候系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，集成大氣環(huán)流、海洋環(huán)流、陸面過程、海冰、氣溶膠和大氣化學(xué)、植被動力學(xué)、陸地生物地球化學(xué)和海洋生物地球化學(xué)等8個分系統(tǒng)模式，通過耦合器來實(shí)現(xiàn)地球各圈層間物質(zhì)、能量的交換。
基于這套模式系統(tǒng)完整的“數(shù)值模擬”，中國科學(xué)院地球系統(tǒng)模式2.0版可用于探索和理解氣候與環(huán)境演變規(guī)律，研究多圈層相互作用機(jī)理，預(yù)測未來地球系統(tǒng)變化，為防災(zāi)減災(zāi)及制定未來氣候變化應(yīng)對的國家戰(zhàn)略等重大需求提供決策依據(jù)和科技支撐。
模擬性能位于世界前列
20世紀(jì)80年代以來，中國科學(xué)院大氣所一直致力于氣候模式和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)模式等自主研發(fā)，在兩代科學(xué)家持續(xù)多年接力創(chuàng)新下，中國科學(xué)院地球系統(tǒng)模式1.0版2015年正式發(fā)布，使得中國成為繼美、日、歐等之后，在地球系統(tǒng)模擬和全球氣候變化研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展的大國。
最新發(fā)布的2.0版是在1.0版基礎(chǔ)上的進(jìn)一步更新迭代，并在大氣環(huán)流、海洋環(huán)流、陸面過程、植被動力學(xué)、耦合器等分量模式的關(guān)鍵算法及物理參數(shù)化方面都有全新設(shè)計，尤其對全球輻射平衡、20世紀(jì)全球增暖趨勢、海冰的季節(jié)變化等當(dāng)代氣候有較好模擬能力，能夠準(zhǔn)確地模擬大氣及海洋的經(jīng)向熱輸送及大西洋經(jīng)圈翻轉(zhuǎn)環(huán)流的垂直廓線。此外，2.0版還可追蹤計算大氣二氧化碳的時空變化，并準(zhǔn)確再現(xiàn)大氣二氧化碳濃度的歷史增加趨勢和季節(jié)變化的空間分布。
2020年以來，中國科學(xué)院地球系統(tǒng)模式2.0版參加第六次國際耦合模式比較計劃(CMIP6)的數(shù)值模擬試驗，其對熱帶風(fēng)場、厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)等指標(biāo)的模擬性能位于世界前列，模擬數(shù)據(jù)公開發(fā)布于CMIP6官方網(wǎng)站，并被聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第六次評估報告采用。
提供協(xié)同開發(fā)實(shí)驗平臺
中國科學(xué)院地球系統(tǒng)模式由中國科學(xué)院大氣所牽頭匯聚國內(nèi)地球科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)等多學(xué)科頂尖團(tuán)隊聯(lián)合研發(fā)，是跨學(xué)科交叉融合的典范，也是中國開啟地球系統(tǒng)模擬與預(yù)測研究的重要工具。
此次2.0版代碼開源發(fā)布，為地球系統(tǒng)科學(xué)的研究提供了一個協(xié)同開發(fā)的實(shí)驗平臺，一方面為相關(guān)學(xué)科的科研人員提供功能強(qiáng)大的模擬工具，既能滿足前沿科學(xué)問題的研究需求，提升地球科學(xué)及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的研究水平，又能全面支撐國家或地區(qū)的天氣-氣候-環(huán)境預(yù)測，滿足防災(zāi)減災(zāi)、生態(tài)環(huán)境治理等重大需求。另一方面還能吸引中外優(yōu)秀人才協(xié)同開發(fā)，不斷迭代創(chuàng)新，推動中國地球系統(tǒng)模式步入國際前列，引領(lǐng)地球系統(tǒng)前沿科學(xué)問題的研究，為中國在相關(guān)領(lǐng)域制定政策規(guī)劃提供更為科學(xué)高效的支撐。
當(dāng)前，全球變暖仍是人類面臨的最為嚴(yán)峻的環(huán)境問題之一，應(yīng)對氣候變化履約和談判依然是世界上最復(fù)雜的多邊外交事務(wù)。
大科學(xué)裝置“寰”團(tuán)隊表示，未來，中國科學(xué)院地球系統(tǒng)模式將繼續(xù)對標(biāo)國際先進(jìn)同類型模式軟件，以2.0版開源共享為起點(diǎn)，積極協(xié)同中外優(yōu)勢研究力量，研制具有中國獨(dú)創(chuàng)特點(diǎn)的下一代地球系統(tǒng)模式，推動中國地球系統(tǒng)模式走向世界。在此契機(jī)下，搭建一個集聚地球科學(xué)、高性能計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等多學(xué)科交叉研究的綜合研發(fā)平臺，科學(xué)謀劃、創(chuàng)新攻關(guān)，形成地球系統(tǒng)研究的良好開放共享氛圍。(完)
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