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央广网北京6月26日新闻 据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,23日,我国首个研制乐成的地球系统数值模拟大科学装置,在北京怀柔科学城完工启用。该装置将用来盘算出大气圈、水圈、冰冻圈等的运动转变纪律,对地球的已往举行反演、对现在举行考察、对未来举行展望。

把地球搬进实验室,是若何做到的?地球五个圈层若何相互影响?我国地球模拟装置性能若何?

地球系统数值模拟装置:可以模拟地球的神奇软件

地球系统数值模拟装置,顾名思义,即是用于模拟地球生态系统的一种装置。地球系统数值模拟装置虽然被叫做装置,但现实上,它并不是我们熟知的类似于超级盘算机的大型装置,而是一种软硬件连系且以软件为焦点的装置,研究者需要行使部署在超级盘算机上的这些软件,以及一些相关的数值来开展研究。

中国科学院大气物理研究所副研究员张贺说,地球系统数值模拟装置被重点应用于盘算地球的天气环境在未来的演变趋势,该装置可以对一些灾难性的天气举行模拟,或者是对一些季节性的天气环境举行展望,好比:干旱洪涝、高温热浪、台风、沙尘暴等,甚至可以对农业产量举行展望。除了对天气环境举行模拟和展望外,地球系统数值模拟装置还可以核算当前人类的碳排放量和碳吸收量,模拟在差其余减排路径下的天气转变,以助力“双碳目的”的杀青,治理大气污染。

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地球系统数值模拟装置是怎样事情的?

熟悉地球各圈层的基本纪律是研究者行使装置举行模拟的基础。地球由五大圈层组成,划分是大气圈、水圈、冰冻圈和岩石圈以及生物圈。装置的模拟历程现实上就是在模拟地球上五个圈层相互作用的历程。对于地球各圈层的相互作用关系,张贺举例:在大气和冰冻圈之间,大气的温度升高之后,冰雪会融化。冰雪融化后,地表的反照率大大降低,地表和大气就会吸收更多的太阳光,导致温度进一步上升,从而导致积雪也进一步融化。在圈层的流动中,人类的流动异常主要且十分庞大,我们的生产和生涯会对地球的各个圈层发生一系列的影响。

在领会各圈层的基本纪律后,研究者会形成数学方程式以表达纪律,之后将数学方程式连系盘算机程序算法形成一个数学物理模子,最后将此模子放到盘算机上举行盘算,求出方程式的解,完成一次模拟。

由于模拟历程涉及的圈层较多,涉及的要素也较多,因此地球系统数值模拟装置的盘算量异常大,数据庞杂,历程繁复。

我国的地球系统数值模拟装置的水平若何?

地球系统数值模拟装置盘算历程庞大,对盘算隐秘求高,既依赖硬件,又依赖软件以及算法和数据,只有综合实力壮大的国家才有能力举行这方面的研制。

我国虽然在上世纪五六十年月就已开展相关研究,但约莫在上世纪八十年月,我国才开发出一个完整适用的地球系统数值模拟模式。从八十年月至今,我国的模式也在不停的改善完善。我国的地球系统数值模拟装置在刚建成时要远远落伍于日本等蓬勃国家,但现在我们与蓬勃国家在这方面的研究水平已基本处于并跑状态。张贺示意,我们的硬件装置所接纳的芯片是国产芯片,其性能在某些方面甚至稍强于英特尔芯片,同时在建设历程中我国也自主研发了许多新的算法,在提高盘算效率的同时也优化了盘算的准确性。

我国地球系统数值模拟装置生长正朝着领先天下的水平不停前进,未来将为我们的生涯带来更多好的改变。

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