大氣所、曙光公司等單位預(yù)研成功的“地球數(shù)值模擬裝置”原型機(jī)就是這種裝置，雖然它只有計(jì)劃裝置規(guī)模的1/10，但它已經(jīng)為應(yīng)對(duì)上述兩大挑戰(zhàn)做了充分準(zhǔn)備。

中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所在氣候系統(tǒng)模式上具有30多年的設(shè)計(jì)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在生態(tài)、氣溶膠和生物地球化學(xué)模式具有10余年的設(shè)計(jì)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，是目前國(guó)內(nèi)具備最完善的模式設(shè)計(jì)和開發(fā)能力的機(jī)構(gòu)。除地球系統(tǒng)模式外，地球系統(tǒng)模擬器還集成了區(qū)域高精度大氣污染模擬系統(tǒng)，以探索對(duì)大氣灰霾的追因和治理。

硬件方面，曙光公司提供了面向地球科學(xué)的專用型高性能計(jì)算機(jī)，總計(jì)算能力超過1PFlops（1千萬億次）。HPC采用分區(qū)式機(jī)群構(gòu)建，包括通用計(jì)算分區(qū)、耦合計(jì)算分區(qū)、分布存儲(chǔ)分區(qū)三個(gè)部分，各分區(qū)之間采用基于InfiniBand的3D-Torus網(wǎng)絡(luò)及胖樹網(wǎng)絡(luò)互連，各子系統(tǒng)模式通過通量耦合器實(shí)現(xiàn)它們之間的完整耦合，以實(shí)現(xiàn)多因素的綜合分析，從而降低災(zāi)害預(yù)測(cè)的系統(tǒng)誤差。

從原理上看，“地球數(shù)值模擬裝置”原型機(jī)好比是新時(shí)代的“欽天監(jiān)”：它會(huì)仔細(xì)地觀測(cè)自然并記錄歷史數(shù)據(jù)，并對(duì)這些觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，然后從物理、化學(xué)和生物學(xué)的規(guī)律出發(fā)，建立起有關(guān)地球過程的各個(gè)定量關(guān)系，進(jìn)而建立概念模式和數(shù)學(xué)模型。如果這些模型和模式得到多次驗(yàn)證，地球系統(tǒng)模擬器就能借以實(shí)現(xiàn)對(duì)未來的氣候變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)。

由此看來，無論是掌握極端天氣和氣候事件的自然規(guī)律，還是認(rèn)清人類活動(dòng)在過去幾十年中對(duì)自然有什么樣的影響，抑或預(yù)測(cè)它們?cè)谖磥淼淖兓?，?shù)值模擬都是目前回答這些問題的最優(yōu)手段。

xiesc