近百年來，隨著人類社會飛速發展，全球氣候變暖加劇，環境問題日益突出，海平面上升、冰川融化退縮、沙漠化等災害不斷加劇，給人類社會帶來嚴重威脅。人類越來越迫切地需要讀懂地球，更精準、全面地認識地球變化，研究全球變化的機制和機理，預知地球的未來。

6月23日上午，國家重大科技基礎設施“地球系統數值模擬裝置”— “寰”（Earth Lab）在懷柔科學城落成啟用，

這是我國首個研製成功的地球系統數值模擬大科學裝置。該裝置落成後將進入試執行階段，預計明年透過驗收後正式建成，服務應對氣候變化、生態環境建設、雙碳願景目標、防災減災（如天氣預報）等國家重大需求。

“地球系統數值模擬裝置”落成啟用釋出會現場

“地球系統數值模擬裝置”計算機硬體平臺“矽立方”

此次落成的“地球系統數值模擬裝置”位於懷柔科學城東區，中科院大氣物理研究所為建設法人，清華大學為共建單位。裝置採用了

自主研發的地球系統模式，整合耦合了大氣、海洋、陸面、植被生態、大氣化學、海洋生化、陸地生化等7個分系統模式

，能夠模擬

大氣圈、水圈、冰凍圈、岩石圈、生物圈

的演變規律，

對地球的過去進行反演、對現在進行觀察、對未來進行預測

，就如同把地球搬進實驗室裡。

“地球系統數值模擬裝置”是一個以地球系統各圈層數值模擬軟體為核心，軟硬體相適應，規模及綜合技術水平位於世界前列的專用地球系統數值模擬裝置。“地球系統數值模擬裝置”的建設內容不僅包括主要的地球系統模式數值模擬系統，還有區域高精度（空間解析度1-3公里）環境模擬系統，超級模擬支撐與管理系統、支撐資料庫和資料同化及視覺化系統，面向地球科學的高效能計算系統，以及配套的土建設施。

“地球系統數值模擬裝置” 系統構成圖

航天宏圖作為“地球系統數值模擬裝置”的承研單位之一，承擔了其中的

超級模擬支撐與管理系統和區域高精度環境模擬系統-區域高精度長期氣候變化風險模擬分系統建設

。

超級模擬支撐與管理系統

提供面向底層的模式程式碼開發移植、除錯調優和計算環境最佳化的支撐，以及面向使用者的模式試驗、評估與調優的管理功能。在整個地球系統數值模擬裝置中，超級模擬支撐和軟體管理系統起到靈活高效地支援地球系統模式的設計、開發、除錯驗證、釋出和應用的全流程科研活動的作用。

區域高精度長期氣候變化風險模擬分系統

利用全球氣候變化資料、東亞氣候變化資料和全球能源系統與人類溫室氣體排放評估應用模組計算人類社會經濟與能源活動產生的溫室氣體排放以及氣候變化風險評估區域的地表特徵，建立極端氣候事件風險、水文風險、東亞區域森林生態系統風險、海岸帶災害風險、冰凍圈災害風險、人群健康風險模擬分析子系統，實現在氣候變化背景下東亞區域主要領域或部門風險的高精度評估能力，為應對氣候變化政策和措施制定系統耦合提供基礎，為我國更好地引領國際在氣候談判中提供堅實的科學依據。

“地球系統數值模擬裝置” 球形屏展示

當前我國正在全力推進碳達峰、碳中和相關工作。“地球系統數值模擬裝置”能夠更全面地考慮地球系統的各種過程，特別是全球生態和生物地球化學過程及其與氣候系統的相互作用，並在此基礎上建立起“生態-氣溫-二氧化碳濃度-碳排放量”的清晰關係，對溫室氣體核算、未來升溫預估提供有力的模擬支撐，助力碳達峰、碳中和願景目標的實現。

同時，在全球變暖的氣候背景下，過去三十年間有關極端天氣事件及其對人類生活影響的報道不斷增加，這些事件包括強颱風、高溫、暴雨、乾旱和寒潮。配備高效能計算機硬體的“寰”建成後，為準確模擬與預測極端天氣和氣候事件提供了可能。利用更加精細和完善的地球系統模式，“寰”能夠捕捉更全面的預測訊號，提高我國防災預警水平、增強防災減災能力。

“地球系統數值模擬裝置”價值與意義

航天宏圖秉承著科技改變世界的理念，組織公司專業團隊，圓滿完成了所負責部分的研發工作。為服務於應對氣候變化、生態環境建設、雙碳願景目標、防災減災等國家重大需求，以及為國際氣候與環境談判提供有力的科學支撐，貢獻力量。