本報訊（記者 劉蘇雅）在懷柔科學城東區有一顆“地球”，它以超級計算機“硅立方”為大腦，能通過計算模擬真實地球的風雲變幻，這就是中國科學院大氣物理研究所牽頭提出的地球系統數值模擬裝置“寰”。昨天，“寰”再次升級，我國首個具有自主知識產權的“完整”地球系統模式CAS-ESM2.0發布，其源代碼也同步釋放。

　　地球的五大圈層間密切相關，存在復雜的相互作用，必須將其作為一個整體來研究。系統了解我們賴以生存的家園，是人類一直追逐的夢想，“寰”的英文名稱“EarthLab”，直譯過來便是“地球實驗室”，顧名思義，它是要對地球做“實驗”。不過，由於地球科學研究的特殊性，科學家顯然不具備真正開展實驗的條件，他們採取的是除理論研究、實驗研究之外的第三種科學研究方法：數值模擬。

　　把今天的氣溫、氣壓、風場等信息輸入系統，“寰”就能據此預測未來某一時刻的氣候狀態。“地球系統很復雜，但從最底層來看，這些演變依然是有規律的。”中國科學院大氣所正高級工程師張賀說，本質上，氣候等環境的變化依然遵守能量守恆定律、熱力學定律等科學規律，能夠用數學、物理方程進行描述。當然，這樣的方程很復雜，隻有借助超級計算機的“大腦”才能算出答案。

　　2015年，中國科學院大氣所發布了地球系統模式，時隔8年，經過不斷的迭代集成，這套系統再升級。270萬行模擬程序代碼，讓“硅立方”的算力翻了1倍——現在，它運算1秒的計算量，需要全球70億人同時用計算器算上4年之久。

　　“2.0版本”的新系統，對大氣環流、海洋環流、植被動力學等分系統的關鍵算法、物理參數均有全新設計，特別是對當代氣候有較好的模擬能力，還可以追蹤大氣二氧化碳的時空變化。在用戶使用體驗上，新系統也有了改進，操作更人性化、更規范。

　　張賀介紹，“寰”不僅能開展較長時間尺度的氣候變化預測，還能助力生態環境變化、“雙碳”戰略等研究，目前模擬數據已在第六次國際耦合模式比較計劃網站發布，並被聯合國政府間氣候變化專門委員會第六次評估報告引用。裝置也已經有了第一批用戶，來自北京大學等73家國內單位的301個課題組正在陸續開展科研工作，相關數據為國家氣候中心、國家海洋環境預報中心等單位提供科技支撐。

　　未來，“寰”還將不斷進化。張賀表示，后續版本將涵蓋更多因素，例如大陸冰蓋、城鎮化、人類活動等。國際同類模型的升級周期一般在6年左右，在此過程中，各分系統都會“小步快跑”地不斷迭代。科研團隊將積極協同國內外優勢研究力量，研制具有我國獨創特點的下一代地球系統模式，推動我國地球系統模式走向世界。

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