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我國將建首個地球系統數值模擬裝置

我國將建首個地球系統數值模擬裝置

【摘要】 還沒有走到中科院大氣所,就被馬路旁邊的指路牌所吸引:「給地球做CT——近距離touch地球模擬裝置」。講解員告訴觀眾,它的主要用途是研究地球系統的大氣圈、水圈、冰凍圈、岩石圈、生物圈等各圈層之間的相互聯繫、相互作用。

第二看台

還沒有走到中科院大氣所,就被馬路旁邊的指路牌所吸引:「給地球做CT——近距離touch地球模擬裝置」。一個紅色的箭頭直指大氣所的大門。

5月21日,星期天,是大氣所的公眾科學日。

走進一樓大廳,記者看到許多人都被一個冰雕「熊」所吸引。這是大氣所專門為科技活動周而定製的。在30多攝氏度的氣溫下,冰熊嘀嗒嘀嗒地融化著。小朋友們不時地伸出手去摸一下冰熊。講解員對觀眾說:如果地球的溫度繼續上升,那麼地球上的冰川、冰蓋就會融化,地球的海平面也會升高。

大廳南側是遠程交互展示體驗。公眾可以在類似平板電腦的終端上觸摸操控,觀察全球海溫、洋流、植被等的變化。講解員指著屏幕說:「我們可以看到全球植被的演替過程:從裸土開始,大多數地區首先被草覆蓋,在氣候適宜區域,樹或灌木逐漸成為主導植被。這個過程一般需要數百年乃至數千年。」

大廳中還展示了一台地球系統數值模擬裝置原型的模型。講解員告訴觀眾,它的主要用途是研究地球系統的大氣圈、水圈、冰凍圈、岩石圈、生物圈等各圈層之間的相互聯繫、相互作用。

上午10點半,大氣所副研究員鄭偉鵬博士開始給公眾做科普報告:給地球做「CT」——地球系統數值模擬裝置簡介。他說,即將誕生一個「神器」,它能重現地球的前世今生,預知地球的未來;它能保障國家安全,為國家政策的制定提供幫助;也能守護每個人的日常生活,為你測風報雨、描述天氣現象。它就是大科學裝置——地球系統數值模擬裝置。

鄭博士說,大氣圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈等構成了地球系統,物質和能量就是在各圈層中循環的,各圈層之間相互聯繫相互作用。比如,碳就是在大氣、海洋、生物圈、陸地之間循環的。數值模擬是我們研究地球系統科學必不可少的研究方法,它的出現使得地球科學的研究成為一門「可實驗」的科學。我們將建設的大裝置包括地球系統模式數值模擬系統、區域高精度環境數值模擬系統、超級模擬支撐與管理系統、支撐資料庫和資料同化及可視化系統、面向地球科學的高性能計算系統。

需要地球系統數值模擬裝置。

2009年底,世界氣候大會在丹麥哥本哈根召開。那時有個熱詞「2℃閾值」,意思是如果全球氣溫升高超過2℃,那麼地球上大部分地區的大尺度生態系統將會不可逆轉地崩潰,所以本世紀末要把升溫控制在2℃以內。本世紀末地球是否真的會升溫2℃?全球科技界眾說紛紜。有的科學家強調其證據不足。但無論如何,人家的研究結論是通過地球系統數值模擬裝置算出來的。科學家要想拿出更站得住腳的科學依據,並做出更可信的未來預測,除觀測研究外,還需要這種地球系統數值模擬裝置。

其實,美、日等國早已有了地球系統數值模擬裝置。這使得它們在地球模擬科學特別是在全球氣候變化學術領域具有主導權,同時也掌握了在全球氣候變化特別是全球變暖的減緩、適應措施等方面的話語權。因為沒有這種大科學裝置,在很多方面還處於被動的地位。

令人高興的是,也將建設自己的地球系統數值模擬裝置。中科院大氣所大裝置辦公室主任張木蘭告訴科技日報記者,這個大裝置的項目建議書已獲國家批准,目前即將進行可行性研究報告的上報和評審工作。預計年底將會在北京懷柔科學城動工開建。

大氣所是圍繞著氣候變化等問題,向百姓做科普展示與解說。在科技活動周期間,中科院分佈在全國的116個研究機構也都積极參与,紛紛向公眾開放。

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