连日来
国产科幻电影《流浪地球》
如“火石”一般点燃了人们的想象力和激情
这部“硬核”风格的科幻片
不仅迅速成为票房黑马
而且引发了广泛的社会讨论
硬核科幻的魅力是什么？
大概就是能跳出故事本身
让我们对生活产生不一样的思考
科幻的世界
无论怎样天马行空、光怪陆离
其实都有着深刻的现实根源
科幻话题追踪科技发展步伐
作品创意与新兴技术广泛融合
当嫦娥四号成功在月球背面软着陆
实现了人类探月的新突破
当人工智能、量子信息、物联网、
共享经济等新技术、新业态层出不穷
一次次刷新人们的生活……
一场深刻的科创革命正在中国发生
巍峨长城脚下
一座承载历史使命的科学新城——
怀柔科学城正破茧而出
充满生机活力
将成为这场科创革命的重要力量
电影中，地球面临被吞没的“灭顶之灾”
现实中，地球系统数值模拟装置
正在怀柔科学城加紧建设
今天，小编将为您揭开这一装置的神秘面纱
随着人类社会的进步，环境问题也日益严重，灰霾治理需求迫切、极端天气频发、全球气候变化加剧......发展中国家气候环境与经济发展的矛盾更是成为焦点，而寻求可持续发展与地球环境保护的共存之道，唯有对地球本身的奥秘进行探索，这需要有高精度的地球模拟装置进行计算，美国，欧盟，日本等发达国家已经陆续建成本国的大型地球模拟装置，中国也正在积极筹备自己的“地球数值模拟装置”，这个装置就是2018年9月在怀柔科学城开工建设的地球系统数值模拟装置。
地球系统数值模拟装置是什么？
地球系统数值模拟装置的中文名称叫做“寰”，英文名称为“EarthLab”。它通过数值模拟来研究地球系统的大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈等各圈层之间的相互联系、相互作用，帮助我们了解地球各系统的运行规律，探究这些相互作用和运行规律对地球系统和区域环境的影响，推测地球的过去、描述地球的现在并预测地球的未来，为全球气候与环境变化预测建立科学基础，并为管理决策提供科学依据。
装置主要由三部分构成：
地球数值模拟应用软件
包含完整的气候系统和生态环境系统分量，集成了大气、海洋、海冰、陆面水文、大气化学和气溶胶、动力学植被、海洋生物地球化学等子系统模式或分量模块，并通过一个通量耦合器实现各模块之间的完整耦合，可以更加逼真地实现对大气、洋流、陆面过程、生态等的仿真研究。软件具有我国自主知识产权和独创特色，分辨率达到世界先进水平。
硅立方
硅立方是地球数值模拟装置的原型系统，于2015年建设，是一台针对地球模拟的程序来开发的超级计算机，计算能力达到一分钟1000万亿次，相当于全球72亿人同时用计算器不间断的运算4年。
可视化系统
通过专用的计算设备、可视化软件、显示设备，建设一个高效的海量数据可视化分析系统。通过可视化系统，可以看到云和风暴是如何形成的，海洋是如何流动的，为科学家研究全球海文、海洋环流、全球植被、海洋初级生产力、遥感热红外亮温等提供依据。
随着科学技术的发展，人类对大气、海洋、地质和生态等各个分系统的研究不断深入，并且越来越倾向于将地球系统作为一个有机整体进行研究。但地球系统极其庞大和复杂，传统的理论和观测实验方法局限性太大，远远不能满足整体研究的要求。只有将理论模式和大规模计算结合的数值模拟才有可能，这就是“地球系统数值模拟装置”的核心内容。
根据中国气象局资料统计，在各类自然灾害中，与气候直接相关的占到70%以上。中国每年重大气候灾害影响的人口约达4亿人次，所造成的经济损失占到国民生产总值的1%至3%。这个装置不仅可以模拟地球，还可以模拟外太空宇宙射线、太阳风等，帮助我们研究未来至少30年的环境变化、PM2.5变化，对于削减温室气体，彻底改善环境都将起到重要作用。
建设地球系统数值模拟装置的重大意义
减灾防害控制污染和可持续发展
如今我国城市雾霾污染严重，台风、高温、洪灾、地震等自然灾害频繁，由于大气活动造成的航空事故多发，为了减少污染和预防灾难，我们需要为地球系统领域科研人员提供综合的实验研究平台，更为精准的掌握气候与环境的变化规则，为我国防灾减灾、应对气候变化、大气环境治理等重大问题提供科学支撑。
提升我国气候外交实力和环境话语权
全球变暖是人类面临的最为严峻的问题，气候变化公约，碳排放谈判则是世界上最复杂的多边外交谈判。目前的研究结论大多是根据国外的地球模拟装置算出，并以此挟制我国的经济发展，我们需要有自己的计算数据作为谈判依据，以提升我国在气候与环境领域的国际话语权和影响力，为我国参与全球治理提供科学支撑。
提升我国在地球科学领域的创新与科研能力
协同创新已成为当今科技创新活动的主要发展方向，研究人员利用地球系统模拟装置，不仅可以将实际观测数据同理论模式和大规模计算形成的数值模拟结合起来，提高气候变化、大气污染、暴雨等预测的准确性，还可以进行跨学科协同研究，对地球环境进行大数据分析，发现新的现象，并预测未来变化。
支撑与促进各行业发展
装置的建设与应用，将形成大数据驱动型的科研创新模式，以科技创新服务经济社会发展，并推动各行业创新。地球系统模拟能力的高低，是衡量一个国家地球科学综合水平的重要标志。中国作为科技大国，建设自己的高性能地球模拟装置，是提升国家地球科学研究综合能力的重要指标，是改变发达国家数据垄断的计算利器，是我国科研和国防领域迈入大数据时代的必然选择。
地球系统数值模拟装置是“十二五”《国家重大科技基础设施项目》15个项目之一，由中国科学院大气物理研究所、清华大学、中科曙光等单位共同建设。装置建成后，将凝聚国内该领域优秀人才、吸引国际高端人才和培养后继人才，共建共享、紧密合作，力争5至10年使我国地球系统科学达到国际一流水平。
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