科学家“把地球搬进实验室”

国家重大科技基础设施——地球系统数值模拟装置昨日在北京怀柔科学城落成启用，将服务于应对气候变化、生态环境建设、防灾减灾等国家重大需求。

地球系统数值模拟是一种用于精准、全面认识地球变化的先进研究方法，即建立数学模型并利用电子计算机求解，再将数值和实际对比。若这个数学模型与实际相符，就可用来做模拟实验。科学家将这一方法比喻为“把地球搬进实验室”。

为国际气候与环境谈判提供支撑

中国科学院大气物理研究所所长曹军骥介绍，新启用的地球系统数值模拟装置集成了大气、海洋、陆面、植被生态、大气化学、海洋生化、陆地生化7个分系统模式，能够模拟大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的演变规律，对地球的过去进行反演、对现在进行观察、对未来进行预测。

“地球系统数值模拟装置”的建成将服务于应对气候变化、生态环境建设、“双碳”愿景目标、防灾减灾（如天气预报）等国家重大需求，为国际气候与环境谈判提供有力的科学支撑。

地球系统数值模拟装置是我国首个具有自主知识产权，以地球系统各圈层数值模拟软件为核心，软、硬件协同设计，规模及综合技术水平位于世界前列的专用地球系统数值模拟装置。

助力实现“碳达峰”“碳中和”愿景目标

近百年来，随着人类社会飞速发展，全球气候变暖加剧，环境问题日益突出，海平面上升、冰川融化退缩、沙漠化等灾害不断加剧，给人类社会带来严重威胁。人类越来越迫切地需要读懂地球，更精准、全面地认识地球变化，研究全球变化的机制和机理，预知地球的未来。

据悉，新落成启用的地球系统数值模拟装置整体性能与国际先进水平相当，具备地球表层各圈层的模拟能力，能够更全面地考虑地球系统的各种过程，特别是全球生态和生物地球化学过程及其与气候系统的相互作用，并在此基础上建立起“生态-气温-二氧化碳浓度-碳排放量”的清晰关系，对温室气体核算、未来升温预估提供有力的模拟支撑，助力“碳达峰”“碳中和”愿景目标的实现。

同时，地球系统数值模拟装置建设的“区域高精度环境模拟系统”也将显著提升我国应对环境问题的能力，使我国防灾减灾水平跃升到新高度，并支撑“美丽中国”等国家生态文明建设。

未来，随着日地空间环境模式、大陆冰盖模式和固体地球模式建设并逐步耦合到地球系统模式中，地球数值模拟装置将实现从地球系统到空间天气的全耦合数值模拟，这将进一步推动地球科学的理论化和数值化，推动地学不同学科之间的交叉和融合，促进我国地球系统科学整体迈向国际一流水平。

据悉，上世纪60年代，国际科学界提出地球科学应该怎样发展的问题。开始只有理论探讨和实验分析两种科研方法。其时，正值电子计算机出现了，于是有了第三种科研办法，叫数值模拟，或称数值试验。

综合

（李显杰 ）