新華網(wǎng)北京9月23日電(記者喻菲 周潤健)在一個約兩層樓高、形如魔方、嗡嗡作響的超級計算機里，中國科學(xué)家要計算出地球未來的氣候變化。

　　從一朵云的發(fā)展，到地球百年、千年甚至上萬年后的氣候變化，科學(xué)家都希望能夠通過被稱為“地球數(shù)值模擬裝置”計算出來。

　　23日，中國科學(xué)院大氣物理研究所、曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司、中科院計算技術(shù)研究所、中科院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心聯(lián)合發(fā)布了“地球數(shù)值模擬裝置”的預(yù)研和原型系統(tǒng)。這套基于中科院地球系統(tǒng)模式1.0版本的高性能計算機系統(tǒng)的落成，填補了中國地球系統(tǒng)模式大數(shù)據(jù)實踐平臺的空白。

　　這個坐落于北京中關(guān)村軟件園內(nèi)的邊長約5.4米的深藍色立方體，是未來中國“地球數(shù)值模擬裝置”的縮小版，它包含高性能計算機硬件、地球數(shù)值模擬應(yīng)用軟件、并行軟件支撐框架、可視化系統(tǒng)等多個部分，可滿足對地球系統(tǒng)的仿真研究?？茖W(xué)家可借助該系統(tǒng)，在地球系統(tǒng)模式研發(fā)、短期氣候預(yù)測、灰霾治理等方面得出成果。

　　中國工程院院士、中國氣象局國家氣候中心專家丁一匯說，這是中國研究地球模擬器的重大進展，是非常了不起的基礎(chǔ)性工作，將為天氣和氣候一體化研究提供堅實基礎(chǔ)。

　　地球的大氣圈、水圈、生物圈等多個圈層要在一個系統(tǒng)下非?？茖W(xué)合理的耦合?！暗厍蛲獾南到y(tǒng)對我們也有影響，這個可以模擬地球自身以及外太空宇宙射線、太陽風等影響的裝置非常強大，能夠幫助我們研究未來至少30年的環(huán)境變化、PM2.5變化，對于削減溫室氣體，徹底改善環(huán)境都將起到重要作用?！倍∫粎R說。

　　作為“地球數(shù)值模擬裝置”的軟件，“地球系統(tǒng)模式1.0版本”是23日發(fā)布的一大亮點。據(jù)中科院大氣物理所研究員張明華介紹，這套軟件包含了完整的氣候系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)分量，集成了大氣、海洋、海冰、陸面水文、大氣化學(xué)和氣溶膠、動力學(xué)植被、海洋生物地球化學(xué)等子系統(tǒng)模式或分量模塊，并通過一個通量耦合器實現(xiàn)各模塊之間的完整耦合，可以更加逼真地實現(xiàn)對大氣、洋流、陸面過程、生態(tài)等的仿真研究。

　　曙光信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司總裁助理曹振南說，地球系統(tǒng)模擬對計算機的性能要求非常高，很多世界排名前幾位的高性能計算機都用于地球系統(tǒng)模擬。

　　據(jù)介紹，中國科學(xué)院、中科院大氣所、中科院計算技術(shù)所、中科院網(wǎng)絡(luò)中心、中科曙光等幾家單位共出資0.9億元為該項目建設(shè)了專用計算機，其峰值計算能力不低于每秒1千萬億次，計算能力目前進入中國前十位;其存儲總?cè)萘看笥?PB;并針對性地對系統(tǒng)進行了地球系統(tǒng)數(shù)值模擬加速計算和軟件性能優(yōu)化。

　　中科院大氣物理所信息中心主任周廣慶說，用目前這個原型系統(tǒng)，一天可以計算出地球的大氣圈、水圈、巖土圈、生物圈等多個圈層6年的變化。

　　中科院大氣物理所所長朱江說，中國科學(xué)家自主研制的軟件在硬件上運行，目前測試結(jié)果很好，接下來將進一步優(yōu)化。希望未來真正的“地球數(shù)值模擬裝置”建成后，運算速度和精度都能提高十倍以上。

　　根據(jù)中國氣象局資料統(tǒng)計，在各類自然災(zāi)害中，與氣候直接相關(guān)的大約占到70%以上。中國每年重大氣候災(zāi)害影響的人口大約達4億人次，所造成的經(jīng)濟損失大約占到國民生產(chǎn)總值的1%至3%。

　　科學(xué)家說，氣候和環(huán)境危機無法準確預(yù)測的關(guān)鍵在于人們對地球系統(tǒng)變化和運動規(guī)律認識的局限性，需要從系統(tǒng)的角度來進行地球各圈層自身的演化規(guī)律及其它們之間的相互作用規(guī)律的研究。因此，地球系統(tǒng)科學(xué)應(yīng)運而生。

　　據(jù)介紹，美、日、歐等發(fā)達國家已建有軟硬件結(jié)合的面向地球系統(tǒng)的專門模擬裝置。而由于中國尚缺乏面向地球系統(tǒng)專用的數(shù)值模擬裝置，使中國地球系統(tǒng)模式的研制和氣候變化模擬研究受到很大制約，研究結(jié)果科學(xué)支撐能力不足，導(dǎo)致在國際外交談判時話語權(quán)微弱。

　　“我們需要有自己的計算數(shù)據(jù)作為談判依據(jù)，以提升我國在氣候與環(huán)境領(lǐng)域的國際話語權(quán)?！敝袊茖W(xué)院院士曾慶存說。中國已將“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”納入“十二五”大科學(xué)裝置建設(shè)規(guī)劃。