我国向解读地球迈出重要一步

未来10年或者更长时间全球气候会如何变化，会变暖吗、海平面会不会上升、会如何上升？这是人们普遍关心的问题，但只有美国、日本等有限几个国家的科学家有能力回答，不过很快中国的科学家也有望成为他们中的一员。

日前，“地球科学高端研讨会暨模式装置落成仪式”在京举行。中国科学院大气物理研究所、曙光信息产业（北京）有限公司 、中科院计算技术研究所、中科院计算机网络信息中心联合了“地球数值模拟装置”原型系统（以下简称“原型系统”）。这套基于中科院地球系统模式1.0版本的高性能计算机系统的落成，填补了我国地球系统模式大数据实践平台的空白。

根据大气动力学家、中国科学院院士曾庆存的说法，该原型系统的首要价值就是支持地球系统科学的研究。地球系统科学是专门研究组成地球系统的大气圈、水圈、陆圈（岩石圈、地幔、地核）和生物圈（包括人类）等这些子系统之间相互联系、相互作用的机制和规律的科学。由于地球系统极其庞大和复杂，只有将理论模式和大规模计算结合的数值模拟才有可能，这正是“地球系统数值模拟装置”的核心内容。

原型系统包含高性能计算机硬件、地球数值模拟应用软件、并行软件支撑框架、可视化系统等多个部分，可满足对地球系统的仿真研究。我国地球科学家可借助该系统，在地球系统模式研发、短期气候预测、灰霾治理等方面得出一些对科学和社会有益的成果。

该原型系统另一个重要价值在于提升我国在与全球气候变化相关问题的国际外交谈判中的话语权。据曾庆存介绍，由于“地球系统数值模拟装置”耗资巨大，目前也只有美国、日本和欧盟等发达国家和组织建有模拟装置。因此，它们在相关国际谈判中掌握了主动权。比如，美国国家大气科学中心（NCAR）凭借其长时间世界领先的数值模拟装置，在由世界气象组织和联合国环境署共同建立的政府间气候变化专门委员会（IPCC） 中主导了气候变化预估试验的设计和评估报告的撰写。而我国由于缺乏面向地球系统专用的数值模拟装置，从而使得研究结果科学支撑能力不足，导致在国际外交谈判时话语权微弱。

为了提升我国科研实力，增强在相关问题上的话语权，国家发改委将“地球系统数值模拟装置”纳入“十二五”大科学装置建设规划。此次的“地球数值模拟装置”原型系统建设项目启动于2015年3月。该项目早于今年6月在曙光创新技术大会上一经披露就广受关注。该装置取用大科学工程“地球数值模拟装置”建设规模的1/10，原型系统将从硬件配置架构和科学软件检验两方面证实和完善“地球系统数值模拟装置”建设方案的有效性和可行性。

“原型系统是我国‘解读地球计划’的核心内容。在‘地球数据模拟装置’项目正式落地之前，原型系统担负着验证大科学装置建设方案可行性的责任。”曾庆存介绍说。

据悉，曙光公司为该项目提供的计算机硬件原型系统峰值计算能力不低于1Pflops，存储总容量大于5PB，并针对性地对系统进行了地球系统数值模拟加速计算和软件性能优化。值得一提的是，在原型系统上有步骤地实施解读地球计划的同时，该装置还可以为其他应用高性能计算、大数据分析等服务。