最新版地球系統模式發布 為天氣-氣候-環境預測做支撐
【化工儀器網 項目成果】一個完整的生態系統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系統。因此，從生物進步的角度來說，如何維系地球的生態嚴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有技術對于地球系統的掌握程度。地球系統模式實際上就是人類通過現有技術掌握地球生態系統的手段。
那么什么是地球系統模式呢？比較學術的說法，“是基于地球系統中的動力、物理、化學和生物過程建立起來的數學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，由此構成地球系統的數學物理模型，然后用數值的方法進行求解，并在計算機上付諸實現的一種大型綜合性計算軟件”。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值模擬工具。
由于需要基于地球各圈層中的物理、化學和生物過程，及各圈層之間的物質、能量交換規律建立的數學模型，因此這個系統的復雜程度非常高，背后涉及到了大量的技術，能憑借自主知識產權開發出地球系統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，中國科學院大氣物理研究所在北京正式發布了中國科學院地球系統模式CAS-ESM2.0。據悉，該系統由中國科學院大氣物理研究所牽頭研發，是國家重大科技基礎設施“地球系統數值模擬裝置”的核心軟件組成部分，總計約270萬行地球系統模擬程序代碼，包含完整的氣候系統和生態環境系統分量，集成了大氣環流、海洋環流、陸面過程、海冰、氣溶膠和大氣化學、植被動力學、陸地生物地球化學、海洋生物地球化學等8個分系統模式(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化環境生態的一個重點課題，而定量研究全球變化、預測未來趨勢是其中的一個關鍵。CAS-ESM2.0在這點上就有明顯的突破。與2015年發布的CAS-ESM1.0相比，它對當代氣候的模擬能力更強，且可以追蹤計算大氣二氧化碳的時空變化，并準確再現大氣二氧化碳濃度的歷史增加趨勢和季節性變化。
總的來說，CAS-ESM2.0想要實現的，是通過“數值模擬”，探索氣候與環境演變規律，預測地球系統未來變化，為防災減災及應對全球氣候變化提供決策依據和科技支撐。此外，值得一提的是，CAS-ESM2.0是開源項目，它的發展方向是一個供大眾協同開發的實驗平臺，并將以地球生態保護為目的。
本文參考資料來源：新華網
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