動態(tài)與觀點
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，這也是我國首個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)對氣候變化、生態(tài)環(huán)境建設(shè)、雙碳愿景目標、防災(zāi)減災(zāi)等國家重大需求。
談及“寰”的研發(fā)緣由，國家最高科學(xué)技術(shù)獎得主曾慶存院士表示，我們要用自己的計算數(shù)據(jù)作為氣候與環(huán)境領(lǐng)域談判的依據(jù)，提升我國的國際話語權(quán)。經(jīng)過數(shù)載科研攻關(guān)，我國首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置“寰”成功建成。
經(jīng)測試，“寰”的整體性能與國際先進水平相當，有利于我國在全球氣候和環(huán)境變化等問題上占據(jù)主導(dǎo)地位?！啊尽且粋€復(fù)雜的大科學(xué)裝置，是大氣科學(xué)、計算科學(xué)和計算機技術(shù)融合的一個典型。‘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，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)的各種過程，還可以對地球的過去進行反演、對現(xiàn)在進行觀察、對未來進行預(yù)測?！贝髿馕锢硭L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個分系統(tǒng)模式。在硬件方面，“寰”同樣擁有具有專利的國產(chǎn)通用CPU芯片+DCU加速芯片，可實現(xiàn)自主可控。該裝置是全球計算能力最高的專用地球模擬裝置之一，峰值計算能力為15PF，存儲總?cè)萘窟_80PB。在一體化地球模擬計算機“硅立方”的支持下，裝置的耦合計算效率、計算功耗等均實現(xiàn)大幅提升。同時，面向大氣、海洋等不同圈層模式，裝置芯片還具有獨特的計算分區(qū)設(shè)計，具備高效、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點。
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，未來將進行日地空間環(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，實現(xiàn)從地球系統(tǒng)到空間天氣的全耦合數(shù)值模擬，進一步推動地球科學(xué)的理論化和數(shù)值化，實現(xiàn)不同學(xué)科間的交叉、融合，促進我國地球系統(tǒng)科學(xué)邁向國際一流水平。
