我国首个自主研发的地球系统模型宣布开源 集成海洋环流、海冰和海洋生物地球化学等8个分系统模式

中国首个具有自主知识产权的“完整”地球系统模式——中国科学院地球系统模式升级2.0版(CAS-ESM2.0)，11月17日在北京举行的第一届地球系统数值模拟科学大会上正式面向全球开源发布。
  L$ U0 C+ m3 M% ~中国首个具有自主知识产权的“完整”地球系统模式——中国科学院地球系统模式升级2.0版(CAS-ESM2.0)，11月17日在北京举行的第一届地球系统数值模拟科学大会正式面向全球开源发布，总计约270万行地球系统模拟程序代码宣布释放共享。
3 `+ F# U# W3 b$ @, b4 G作为中国国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”(昵称“寰”)的核心软件组成部分，中国科学院地球系统模式被誉为“把地球搬进实验室”开展系统科学研究，其2.0版总计约270万行地球系统模拟程序代码宣布释放共享。这标志着中国地球系统模式的发展步入协同开发、合作共赢的崭新阶段，有望加速推动中国地球系统模式达到国际顶尖水平。
: Q8 f. Q2 c4 ^预测未来地球系统变化
大科学装置“寰”由中国科学院大气物理研究所(大气所)负责建设和运行管理。该所介绍说，中国科学院地球系统模式2.0版包含完整的气候系统和生态环境系统，集成大气环流、海洋环流、陆面过程、海冰、气溶胶和大气化学、植被动力学、陆地生物地球化学和海洋生物地球化学等8个分系统模式，通过耦合器来实现地球各圈层间物质、能量的交换。
基于这套模式系统完整的“数值模拟”，中国科学院地球系统模式2.0版可用于探索和理解气候与环境演变规律，研究多圈层相互作用机理，预测未来地球系统变化，为防灾减灾及制定未来气候变化应对的国家战略等重大需求提供决策依据和科技支撑。
& E  f1 W& H' g, n0 t( o* p模拟性能位于世界前列
20世纪80年代以来，中国科学院大气所一直致力于气候模式和生态环境系统模式等自主研发，在两代科学家持续多年接力创新下，中国科学院地球系统模式1.0版2015年正式发布，使得中国成为继美、日、欧等之后，在地球系统模拟和全球气候变化研究领域取得突破性进展的大国。
最新发布的2.0版是在1.0版基础上的进一步更新迭代，并在大气环流、海洋环流、陆面过程、植被动力学、耦合器等分量模式的关键算法及物理参数化方面都有全新设计，尤其对全球辐射平衡、20世纪全球增暖趋势、海冰的季节变化等当代气候有较好模拟能力，能够准确地模拟大气及海洋的经向热输送及大西洋经圈翻转环流的垂直廓线。此外，2.0版还可追踪计算大气二氧化碳的时空变化，并准确再现大气二氧化碳浓度的历史增加趋势和季节变化的空间分布。
! Q1 U* j: V6 a% D# w2020年以来，中国科学院地球系统模式2.0版参加第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的数值模拟试验，其对热带风场、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)等指标的模拟性能位于世界前列，模拟数据公开发布于CMIP6官方网站，并被联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告采用。
提供协同开发实验平台
中国科学院地球系统模式由中国科学院大气所牵头汇聚国内地球科学、数学、信息科学等多学科顶尖团队联合研发，是跨学科交叉融合的典范，也是中国开启地球系统模拟与预测研究的重要工具。
: |( X- ^$ F1 X8 u. L3 A- F0 q此次2.0版代码开源发布，为地球系统科学的研究提供了一个协同开发的实验平台，一方面为相关学科的科研人员提供功能强大的模拟工具，既能满足前沿科学问题的研究需求，提升地球科学及相关学科领域的研究水平，又能全面支撑国家或地区的天气-气候-环境预测，满足防灾减灾、生态环境治理等重大需求。另一方面还能吸引中外优秀人才协同开发，不断迭代创新，推动中国地球系统模式步入国际前列，引领地球系统前沿科学问题的研究，为中国在相关领域制定政策规划提供更为科学高效的支撑。
11月17日，第一届“地球系统数值模拟科学大会”暨中国科学院地球系统模式2.0版(CAS-ESM2.0)开源发布会在北京举行，中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟科学中心在会上揭牌成立。中国科学院大气所 　供图
7 y7 ^* \' \( t9 C当前，全球变暖仍是人类面临的最为严峻的环境问题之一，应对气候变化履约和谈判依然是世界上最复杂的多边外交事务。
大科学装置“寰”团队表示，未来，中国科学院地球系统模式将继续对标国际先进同类型模式软件，以2.0版开源共享为起点，积极协同中外优势研究力量，研制具有中国独创特点的下一代地球系统模式，推动中国地球系统模式走向世界。在此契机下，搭建一个集聚地球科学、高性能计算、大数据、人工智能等多学科交叉研究的综合研发平台，科学谋划、创新攻关，形成地球系统研究的良好开放共享氛围。
信息来源 | 中新网  记者 孙自法
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