中国首个自主知识产权“完整”地球系统模式升级2.0版发布

我国首个“完整”的具有自主知识产权的地球系统模型——中科院地球系统模型升级2.0（CAS-ESM2.0），在11月17日于北京举行的首届地球系统数值模拟科学大会上正式公布面向全球开源，共发布约270万行地球系统模拟程序代码供共享。中科院大气科学研究所供图

作为我国国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”（绰号“欢”）的核心软件组成部分，中科院地球系统模型被誉为“把地球搬进实验室”开展系统的科学研究。 其2.0版本总共约270万行地球系统模拟程序代码宣布发布和共享。 这标志着我国地球系统模式发展进入协同发展、合作共赢的新阶段，有望加速我国地球系统模式达到国际顶尖水平。

预测未来地球系统的变化

大型科学装置“环”由大气物理研究所（中国科学院大气物理研究所）建设、运行和管理。 据中科院介绍，中科院地球系统模型2.0版包含完整的气候系统和生态环境系统，集成了大气环流、海洋环流、陆地表面过程、海冰、气溶胶和大气化学、植被动力学、和陆地生物地球化学。 海洋生物地球化学等8个子系统模型利用耦合器实现地球各层之间的物质和能量交换。

基于该模型系统的完整“数值模拟”，中国科学院地球系统模型2.0版可用于探索和认识气候环境的演化规律，研究多圈层相互作用机制，预测未来地球系统变化，为防灾减灾和制定未来气候变化国家战略等重大需求提供决策依据和科技支撑。

模拟性能位居世界前茅

20世纪80年代以来，中国科学院大气科学研究所一直致力于气候模式和生态环境系统模式的自主研发。 经过两代科学家多年持续创新，中科院地球系统模型1.0版于2015年正式发布，使中国成为继美国、日本、欧洲之后的重大在地球系统模拟和全球气候变化研究领域取得突破的国家。

最新的2.0版本是在1.0版本的基础上进一步更新和迭代，在大气环流、海洋环流、陆地表面过程、植被动力学、耦合器等组件模型的关键算法和物理参数化方面都有新的设计。 特别是对全球辐射平衡、20世纪全球变暖趋势、海冰季节变化等当代气候具有良好的模拟能力。 它可以准确模拟大气和海洋的经向热传输以及大西洋经向翻转环流的垂直剖面。 此外，2.0版本还可以跟踪计算大气二氧化碳的时空变化，准确再现大气二氧化碳浓度的历史增长趋势和季节变化的空间分布。

2020年以来，中国科学院地球系统模型2.0参加了第六次耦合模式比对工程（CMIP6）数值模拟试验。 其热带风场、厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）等指标的模拟性能在全球名列前茅。 模拟数据在CMIP6官网公开发布，并被联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告采纳。

提供协同开发实验平台

中国科学院地球系统模型由中国科学院大气科学研究所联合研发，汇聚了来自地球科学、数学、信息科学等多个学科的国内顶尖团队。 它是多学科交叉融合的典范，是我国开展地球系统模拟与预测研究的重要工具。

代码2.0版本的开源发布为地球系统科学研究提供了协作开发的实验平台。 一方面，它为相关学科的研究人员提供了强大的模拟工具，不仅可以满足前沿科学问题的研究需求，而且可以改善地球环境。 科学及相关学科的研究水平能够综合支撑国家或区域的天气气候环境预测，满足防灾减灾、生态环境治理等重大需求。另一方面，也可以吸引国内外优秀人才。中外合作发展，不断迭代创新，推动我国地球系统模型走在世界前列，引领地球系统前沿科学问题研究，为我国的政策规划提供更加科学、高效的支撑。相关领域。 。

11月17日，首届“地球系统数值模拟科学大会”暨中科院地球系统模型2.0版（CAS-ESM2.0）开源大会在北京召开。 中国科学院大气物理研究所地球系统数值模拟科学中心在会上揭牌。中国科学院大气科学研究所供图

当前，全球变暖仍然是人类面临的最严重的环境问题之一，气候变化履约与谈判仍然是世界上最复杂的多边外交事务。

大型科学装置“环”团队表示，未来中科院地球系统模型将继续对标国际同类型先进模型软件，从2.0版本开源共享开始，积极与国内外优势研究力量合作，开发下一代中国原创特色。 地球系统模型，向世界推广中国地球系统模型。 以此为契机，打造集地球科学、高性能计算、大数据、人工智能等多学科研究为一体的综合研发平台，科学谋划，创新攻关，形成良好的开放共享地球系统研究的大气层。 （超过）