大氣所、曙光公司等單位預研成功的“地球數(shù)值模擬裝置”原型機就是這種裝置，雖然它只有計劃裝置規(guī)模的1/10，但它已經為應對上述兩大挑戰(zhàn)做了充分準備。

中國科學院大氣物理研究所在氣候系統(tǒng)模式上具有30多年的設計研發(fā)經驗，在生態(tài)、氣溶膠和生物地球化學模式具有10余年的設計研發(fā)經驗，是目前國內具備最完善的模式設計和開發(fā)能力的機構。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的專用型高性能計算機，總計算能力超過1PFlops（1千萬億次）。HPC采用分區(qū)式機群構建，包括通用計算分區(qū)、耦合計算分區(qū)、分布存儲分區(qū)三個部分，各分區(qū)之間采用基于InfiniBand的3D-Torus網絡及胖樹網絡互連，各子系統(tǒng)模式通過通量耦合器實現(xiàn)它們之間的完整耦合，以實現(xiàn)多因素的綜合分析，從而降低災害預測的系統(tǒng)誤差。

從原理上看，“地球數(shù)值模擬裝置”原型機好比是新時代的“欽天監(jiān)”：它會仔細地觀測自然并記錄歷史數(shù)據(jù)，并對這些觀測數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，然后從物理、化學和生物學的規(guī)律出發(fā)，建立起有關地球過程的各個定量關系，進而建立概念模式和數(shù)學模型。如果這些模型和模式得到多次驗證，地球系統(tǒng)模擬器就能借以實現(xiàn)對未來的氣候變化趨勢進行預測和預報。

由此看來，無論是掌握極端天氣和氣候事件的自然規(guī)律，還是認清人類活動在過去幾十年中對自然有什么樣的影響，抑或預測它們在未來的變化，數(shù)值模擬都是目前回答這些問題的最優(yōu)手段。

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