气候变化给人类可持续发展带来巨大冲击。超强厄尔尼洛、超强台风、极端热浪、洪涝、干旱以及极寒等事件频发，给社会经济发展与人民生命安全带来巨大压力与挑战。温室气体排放到底能使地球温度升高多少？海洋作为地球系统的碳汇热库，其吸热储碳的极限是多大？极端气候事件发生的调控机制是什么？能更好地预测吗？回答这些全球挑战性的重大科学问题需要发展超高分辨率的地球气候系统模式，结合空-天-地-海一体化地球综合观测系统，来实现对未来地球气候多时空尺度变化的精细预测。当前，随着超级计算机的快速发展，以美国、欧盟、日本为代表的发达国家正在大力发展高分辨率地球气候系统模式，以实现从天气到季节尺度的无缝预报以及年代际时间尺度上的气候预测。' D9 @$ z8 W3 V* j( o$ [# R
" Q% ^/ W, P2 ^5 W" z* @9 d借助国产众核超算算力，海洋试点国家实验室首次在国产神威超算上，构建了千万核心规模高分辨率地球系统模式并高效运行，在全球首次实现了大气与陆地5公里，海洋与海冰10公里（5V10）精度的高分辨率地球气候系统模式。该模式是在此前已在神威国产超算稳定运行的大气与陆地25公里、海洋与海冰10公里（25V10）精度CESM模式基础上，通过物理过程以及算法改进、优化发展而成。近期将进一步改进优化，以发展出大气与陆地3公里、海洋与海冰3公里（3V3）精度的超高分辨率地球系统模式，为实现从天气到季节尺度的无缝预报提供支撑，也为构建海洋与地球系统数字孪生提供平台。目前25V10CESM已具备进行跨越千年尺度的地球气候系统模拟能力，并正在用来进行年代际海洋与气候的集合预测。
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