原标题：把地球搬进实验室 我国首个地球系统数值模拟大科学装置在北京启用
央广网北京6月24日消息（记者朱敏）据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道，人们一直想读懂自己所生活的这个星球。科学家们想到的办法是：把地球搬进实验室，也就是造一个模拟地球的装置。23日，我国首个地球系统数值模拟大科学装置在北京怀柔科学城落成启用。这台装置的中文名叫“寰”，这个字的意思是“广大的地域”。“寰”将用来计算出地球大气圈、水圈、冰冻圈等运动变化规律，对地球的过去进行反演、对现在进行观察、对未来进行预测。我们刚刚启用的地球模拟装置，如何帮助人们更全面地了解“人类共同的家园”？
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冰川逐渐融化、海平面不断上升、冻土面积减少、湖泊收缩、河流断流、沙漠化加剧……一个个摆在眼前的事实都在提醒我们：地球病了。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。在科学家眼里，一系列重大的地球科学问题亟待回答。中科院大气物理研究所所长曹军骥介绍：“比如各个圈层的相互作用如何影响地球系统的变化，地球系统是否会出现突变、各个圈层的变化如何影响我国区域环境的变化，以及如何准确理解和预测地球系统变化等。因此，这里面就存在一个问题，没有一个实验室来研究这些问题。”
在一些发达国家，专门用来研究地球的地球模拟装置已建成。在我国，2005年，中科院院士、中科院大气物理研究所研究员曾庆存初步提出地球系统模式设想。2013年，地球系统模式被列入“十二五”规划项目。2018年，经国家发改委批复，项目开工建设。曹军骥表示，建设初期面临一个重大选择：计算机芯片用国外的还是国产的？曹军骥说：“设计最初报的方案里面是采用英特尔的处理器，得知我们国家国产芯片取得一些重大进展之后，当时从2018年开始就预测了可能会有'卡脖子'的一些风险问题。有科研人员提出一个想法，对国产芯片进行了密集测试，在一些兼容性、计算效率等方面取得系列突破之后，就果断采用了国产芯片。”
一年后的事实证明，团队当初选择用国产芯片的决定有多明智。更令人欣喜的是，后续的测试发现国产芯片的效率完全超过了英特尔芯片。曹军骥介绍：“我们的计算机性能全面达到甚至有部分指标已经超过了设计的指标。目前超算的性能对比是这样的：我们在国内大概是在公布的超算能力里排名第三，还包括一些没有公布的，大概可以排到前十。在国际上前500名的排名大概排在第28名。”
突破了一系列"卡脖子"问题后，地球系统数值模拟装置约提前一年半落成启用，实现了早建成、早服务的目标。这是我国首个具有自主知识产权的专用地球系统数值模拟装置。它的规模及综合技术水平位于世界前列。曹军骥介绍，该装置能够模拟大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的演变规律。他说：“这个装置的建设目标就是三个方面：一是研究地球各个圈层及其相互作用，二是提高理解以及预测的准确性，三是支撑国家的地球科学及相关科学，以及国家发展的需求。”
这个超级装置的核心是以地球系统各圈层数值模拟为内容的软件，里面集成耦合了大气、海洋、陆面、植被生态等在内的7个分系统模式，可以对地球进行深度剖析，相当于给地球“把脉”。它的“把脉”水平有多高？有这么一组数据来证明：全球模式的水平分辨率最高可以达到10-25公里，垂直分辨率大概50-100层，区域高精度空间分辨率可以到1-3公里。这意味着什么？曹军骥解释说：“区域大气模拟精度可以达到百米量级，可以显著提升应对极端天气事件的支撑能力。此外，大气污染模拟精度可以达到全国尺度的3公里，可以显著提升我国大气污染精准污染防控的技术支撑能力。海洋的模拟可以达到5公里，大幅提升我国海洋环境航运以及近海的国家安全保障等相关科研技术支撑能力。”
当前，我国已经提出“碳达峰”“碳中和”的目标。而这个新的大国重器在温室气体核算能力、未来升温预估等方面水平一流，将助力碳达峰、碳中和愿景目标的实现。曾庆存表示：“该大科学装置也是世界上最大的电子计算机、最高效的电子计算机之一，有了这个我们就可以放开手脚，全部精力集中在搞世界上所需要的所有模拟。”
