中國首個「模擬地球」啟用 「寰」為地球把脈推演未來(多圖)

社會熱點 12:35 2021/06/24

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中國重大科技基礎設施「地球系統數值模擬裝置」(又稱地球模擬實驗,昵稱「寰」(EarthLab)),23日在北京懷柔科學城落成啟用。作為中國首個具有自主知識產權的地球系統數值模擬裝置,「寰」將肩負重任,除了對地球進行更精確的描述,亦為中國碳中和目標提供重要支撐。

為地球把脈的「寰」,以地球系統各圈層數值模擬軟件為核心,軟、硬件協同設計。核心軟件是中國科學院大氣物理研究所(中科院大氣所)自主研發的地球系統模式,集成耦合了包含大氣、海洋、陸面、植被生態、大氣化學、海洋生化、陸地生化在內的7個分系統模式,能夠模擬大氣圈、水圈、冰凍圈、岩石圈、生物圈的演變規律,可對地球的過去進行反演、對現在進行觀察、對未來進行預測。

簡而言之,就是對地球系統進行數值模擬,以地球系統觀測數據為基礎,再利用描述地球系統的物理、化學、生命過程及其演化的規律,在超級電腦上進行大規模科學計算。

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據中新社報道,業內的專家指出,「寰」的啟用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。

讀懂地球 助力「碳中和」願景

另外,在「碳中和」路線下,中國將大力發展新能源及各種節能減排技術,減少碳排放,同時通過植樹造林、碳捕集與封存等「固碳」途徑,促進對大氣中溫室氣體的吸收,最終使得二氧化碳的排放量等於吸收量,即實現碳的「凈零排放」。

而「寰」具備地球表層各圈層的模擬能力,並建立起「生態-氣溫-二氧化碳濃度-碳排放量」的清晰關係,對溫室氣體核算、未來升溫預估提供有力的模擬支撐,從而減少1.5℃溫升目標與碳排放量關系間的不確定性,將助力碳達峰、碳中和願景目標的實現。

中科院大氣所所長曹軍驥亦表示:「這個地球模擬實驗室的建成將服務於應對氣候變化、生態環境建設、雙碳願景目標、防災減災等國家重大需求,能夠為國際氣候與環境談判提供有力的科學支撐。」

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目前,應對氣候變化與實現碳中和,是世界各國現面臨的挑戰,也是最為複雜的多邊外交談判議題之一。

提升中國氣候議題話語權

一些發達國家已建成專門的地球模擬裝置,從而在全球氣候和環境變化問題的外交談判中佔據主導地位。如美國國家大氣科學研究中心(NCAR),憑借其長時間世界領先的數值模擬裝置夏延(Cheyenne),發展了性能優異的地球系統模式,主導了聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)氣候變化預估試驗的設計和評估報告的撰寫。而日本超級電腦「京」(K Computer)則推動日本地球數值模擬水平,從世界中等水平進入世界前列。歐盟亦正投資10億歐元建設「活地球模擬器」。

如今,中國建成啟用首個具有自主知識產權、規模及綜合技術水平位於世界前列的專用地球系統數值模擬裝置,將為國際氣候與環境談判提供有力的科學支撐。

國家最高科學技術獎得主、中國科學院院士曾慶存表示,「我們要用自己的計算數據作為氣候與環境領域談判的依據,提升中國的國際話語權。」

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責任編輯:易燕丹

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