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最新版地球系統(tǒng)模式發(fā)布 為天氣-氣候-環(huán)境預(yù)測做支撐
2023年11月20日 11:17:48
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：10247
一個完整的生態(tài)系統(tǒng)支持和維持著生物群落的生存與繁衍，而地球本身就是一個龐大的生態(tài)系統(tǒng)。因此，從生物進(jìn)步的角度來說，如何維系地球的生態(tài)嚴(yán)肅也具有一定的必要性。而這個問題的背后反映的恰恰是人類現(xiàn)有技術(shù)對于地球系統(tǒng)的掌握程度。地球系統(tǒng)模式實(shí)際上就是人類通過現(xiàn)有技術(shù)掌握地球生態(tài)系統(tǒng)的手段。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】一個完整的生態(tài)系統(tǒng)支持和維持著生物群落的生存與繁衍，而地球本身就是一個龐大的生態(tài)系統(tǒng)。因此，從生物進(jìn)步的角度來說，如何維系地球的生態(tài)嚴(yán)肅也具有一定的必要性。而這個問題的背后反映的恰恰是人類現(xiàn)有技術(shù)對于地球系統(tǒng)的掌握程度。地球系統(tǒng)模式實(shí)際上就是人類通過現(xiàn)有技術(shù)掌握地球生態(tài)系統(tǒng)的手段。
那么什么是地球系統(tǒng)模式呢？比較學(xué)術(shù)的說法，“是基于地球系統(tǒng)中的動力、物理、化學(xué)和生物過程建立起來的數(shù)學(xué)方程組來確定其各個部分(大氣圈、水圈、冰雪圈、巖石圈、生物 圈)的性狀，由此構(gòu)成地球系統(tǒng)的數(shù)學(xué)物理模型，然后用數(shù)值的方法進(jìn)行求解，并在計(jì)算機(jī)上付諸實(shí)現(xiàn)的一種大型綜合性計(jì)算軟件”。換言之就是量化、圖形化反映地球各圈層之間的相互作用的綜合性數(shù)值模擬工具。
由于需要基于地球各圈層中的物理、化學(xué)和生物過程，及各圈層之間的物質(zhì)、能量交換規(guī)律建立的數(shù)學(xué)模型，因此這個系統(tǒng)的復(fù)雜程度非常高，背后涉及到了大量的技術(shù)，能憑借自主知識產(chǎn)權(quán)開發(fā)出地球系統(tǒng)模式自然而然的也就成為了一件非常困難的事情。但是，我們做到了。
11月17日，中國科學(xué)院大氣物理研究所在北京正式發(fā)布了中國科學(xué)院地球系統(tǒng)模式CAS-ESM2.0。據(jù)悉，該系統(tǒng)由中國科學(xué)院大氣物理研究所牽頭研發(fā)，是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”的核心軟件組成部分，總計(jì)約270萬行地球系統(tǒng)模擬程序代碼，包含完整的氣候系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)分量，集成了大氣環(huán)流、海洋環(huán)流、陸面過程、海冰、氣溶膠和大氣化學(xué)、植被動力學(xué)、陸地生物地球化學(xué)、海洋生物地球化學(xué)等8個分系統(tǒng)模式(資料來源：新華社) 。
我們知道，全球氣候變暖正在改變地球、影響人類，解決全球變暖幾乎成為了優(yōu)化環(huán)境生態(tài)的一個重點(diǎn)課題，而定量研究全球變化、預(yù)測未來趨勢是其中的一個關(guān)鍵。CAS-ESM2.0在這點(diǎn)上就有明顯的突破。與2015年發(fā)布的CAS-ESM1.0相比，它對當(dāng)代氣候的模擬能力更強(qiáng)，且可以追蹤計(jì)算大氣二氧化碳的時空變化，并準(zhǔn)確再現(xiàn)大氣二氧化碳濃度的歷史增加趨勢和季節(jié)性變化。
總的來說，CAS-ESM2.0想要實(shí)現(xiàn)的，是通過“數(shù)值模擬”，探索氣候與環(huán)境演變規(guī)律，預(yù)測地球系統(tǒng)未來變化，為防災(zāi)減災(zāi)及應(yīng)對全球氣候變化提供決策依據(jù)和科技支撐。此外，值得一提的是，CAS-ESM2.0是開源項(xiàng)目，它的發(fā)展方向是一個供大眾協(xié)同開發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺，并將以地球生態(tài)保護(hù)為目的。
本文參考資料來源：新華網(wǎng)
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