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地球系統數值模擬裝置

地球系統數值模擬裝置（the Earth System Numerical Simulator，簡稱Earthlab），是國家發展改革委批復的「十二五」重大科技基礎設施，是我國首個具有自主知識產權，以地球系統各圈層數值模擬軟件為核心，軟、硬件協同設計，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。項目建設地點為懷柔科學城東部組團密雲經濟開發區，裝置已於2022年完成驗收。

2017年5月，經過面向社會的徵名活動，地球系統數值模擬裝置最終命名為「寰」，英文簡寫「Earthlab」。「寰」字涵蓋了以人類為中心的地球上各個領域：寰海，整個海洋；寰球，整個地球；寰宇，整個宇宙，也充分體現了大裝置的特點。

「寰」的科學目標
「寰」的建設目的，是為了深入認識地球環境複雜系統基本規律，探索地球系統大氣圈、水圈、冰凍圈、生物圈、岩石圈的物理、化學、生物過程，探究各圈層及其相互作用對地球系統整體和我國區域環境的影響；融合模擬與觀測數據以提高預測的準確性，實現對地球系統複雜過程在中尺度分辨率的定量描述與模擬，為我國防災減災、應對氣候變化、生態環境治理等重大問題提供科學支撐。

「寰」設有「地球系統模擬軟件」及「區域模擬軟件」以模擬地球表面各圈層的物理、化學、以及生態環境。
 

• 地球系統模擬軟件
  地球系統模擬軟件是新一代高分辨率模式軟件系統，可模疑大氣、海洋、陸面、植被生態、大氣化學、海洋生化、陸地生化等過程的分系統模式及耦合模式。該系統大氣模式水平分辨率不低於25公里，海洋模式不低於10公里，達到世界先進水平。系統亦建構了日地空間環境、大陸冰蓋和固體地球模式，為今後實現全耦合奠定基礎。
   
• 區域模擬軟件
  區域模擬軟件系統可用於天氣預報、大氣污染預報預警、農業乾旱預測以及氣候風險預估等關鍵區域環境問題。軟件有四個分系統包括區域雲可分辨天氣預報模式分系統、區域高精度大氣污染模式分系統、全球主要農產區糧食作物旱災模擬分系統和區域高精度長期氣候變化風險模擬分系統，形成對我國主要環境要素（氣候、天氣、大氣污染、農業旱災）的高精度模擬，水平分辨率可達1-3公里，提升面向區域環境科研和應用需求的高精度模擬技術和能力。

2021年6月23日，國家重大科技基礎設施「地球系統數值模擬裝置」在北京懷柔科學城落成啟用。（新京報圖片）

「寰」擁有超級計算機硬件平台「硅立方」。（新京報圖片）
「寰」的科普展廳。（新京報圖片）

展廳中懸掛著直徑3米、清晰度達到5K的LED球形屏，裝置模擬實驗的部分結果會通過球體進行可視化直觀展示。（新京報圖片）

開展2023年第一輪用戶課題徵集
2023年，「寰」將重點圍繞地球系統模式CAS-ESM的發展和評估、全球氣候與環境預測、區域天氣預報、大氣污染模擬溯源、農業旱災預測、氣候風險評估等方向開展科學研究和應用。為了更好地推動地球系統科學不同學科之間的學科交叉和融合，促進我國地球系統科學整體向國際一流水平跨越，「寰」現面向社會開展2023年第一輪用戶課題徵集，鼓勵圍繞上述方向依托裝置開展相關研究工作。有關課題申請徵集之具體信息，請按此網址了解。

國家自然科學基金委與京港學術交流中心多年來合作舉辦高端科研學術研討會，圍繞前沿領域匯聚中外人才，分享探討相關課題，促進兩地科研發展合作。自2021年9月7日開始，國家重大科研儀器已經面向全世界的科研工作者開放。如欲申請者，請瀏覽網址：https://lssf.cas.cn/。

參考網址

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