動(dòng)態(tài)與觀點(diǎn)
近日，“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置——‘寰’”在北京懷柔科學(xué)城落成啟用，這也是我國(guó)首個(gè)研制成功的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬大科學(xué)裝置。該裝置是由中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所（下稱大氣物理所）與相關(guān)科研院所共同研發(fā)，將服務(wù)于應(yīng)對(duì)氣候變化、生態(tài)環(huán)境建設(shè)、雙碳愿景目標(biāo)、防災(zāi)減災(zāi)等國(guó)家重大需求。
談及“寰”的研發(fā)緣由，國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)得主曾慶存院士表示，我們要用自己的計(jì)算數(shù)據(jù)作為氣候與環(huán)境領(lǐng)域談判的依據(jù)，提升我國(guó)的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。經(jīng)過(guò)數(shù)載科研攻關(guān)，我國(guó)首個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置“寰”成功建成。
經(jīng)測(cè)試，“寰”的整體性能與國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)，有利于我國(guó)在全球氣候和環(huán)境變化等問(wèn)題上占據(jù)主導(dǎo)地位?！啊尽且粋€(gè)復(fù)雜的大科學(xué)裝置，是大氣科學(xué)、計(jì)算科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)融合的一個(gè)典型。‘寰’以地球系統(tǒng)各圈層數(shù)值模擬軟件為核心，軟、硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，能夠模擬大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈的演變規(guī)律，更全面地考慮了地球系統(tǒng)的各種過(guò)程，還可以對(duì)地球的過(guò)去進(jìn)行反演、對(duì)現(xiàn)在進(jìn)行觀察、對(duì)未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。”大氣物理所所長(zhǎng)曹軍驥介紹。
據(jù)悉，“寰”的核心軟件是中科院大氣物理所自主研發(fā)的地球系統(tǒng)模式CAS-ESM2.0，集成耦合了包含大氣、海洋、陸面、植被生態(tài)、大氣化學(xué)、海洋生化、陸地生化在內(nèi)的7個(gè)分系統(tǒng)模式。在硬件方面，“寰”同樣擁有具有專利的國(guó)產(chǎn)通用CPU芯片+DCU加速芯片，可實(shí)現(xiàn)自主可控。該裝置是全球計(jì)算能力最高的專用地球模擬裝置之一，峰值計(jì)算能力為15PF，存儲(chǔ)總?cè)萘窟_(dá)80PB。在一體化地球模擬計(jì)算機(jī)“硅立方”的支持下，裝置的耦合計(jì)算效率、計(jì)算功耗等均實(shí)現(xiàn)大幅提升。同時(shí)，面向大氣、海洋等不同圈層模式，裝置芯片還具有獨(dú)特的計(jì)算分區(qū)設(shè)計(jì)，具備高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
大氣物理所研究員周廣慶表示，目前“寰”更多地工作于地球表面圈層，未來(lái)將進(jìn)行日地空間環(huán)境模式、大陸冰蓋模式和固體地球模式建設(shè)并逐步耦合到地球系統(tǒng)模式中，研究“上天入地”的深層地球，實(shí)現(xiàn)從地球系統(tǒng)到空間天氣的全耦合數(shù)值模擬，進(jìn)一步推動(dòng)地球科學(xué)的理論化和數(shù)值化，實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科間的交叉、融合，促進(jìn)我國(guó)地球系統(tǒng)科學(xué)邁向國(guó)際一流水平。
