中國鋼鐵新聞網(wǎng) 中國冶金報
記者 郭達清 報道
11月8日上午,第二屆“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬科學大會”在北京召開。會上,國家重大科技基礎設施-地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置發(fā)布了新一代空氣質(zhì)量模式——排放與大氣過程集成耦合社區(qū)模式(Emission and atmospheric Processes Integrated and Coupled Community Model, EPICC-Model),并宣布開放其源代碼。這標志著我國空氣質(zhì)量模式研發(fā)打破了以往單個研究團隊主導的研發(fā)方式,步入?yún)f(xié)同開發(fā)、合作共贏的嶄新階段,將推動我國模式軟件研發(fā)范式的轉變,對加快我國模式發(fā)展具有重要意義。
“把脈”空氣、守護藍天
大氣復合污染仍是世界各國面臨的最嚴峻環(huán)境問題之一,亟需通過科技創(chuàng)新、政策制定和公眾參與,共同保護我們賴以生存的地球家園。近年來,隨著國家自然科學基金委和科技部等系列重大項目的帶動,和我國“十二五”重大科技基礎設施“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”的建成,針對大氣復合污染機制和建模新成果不斷涌現(xiàn),但缺乏一個平臺和機制來將這些成果進行快速集成應用。依托地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置,在國家自然科學基金重大研究計劃“中國大氣復合污染的成因與應對機制的基礎研究”集成項目的支持下,組建了EPICC-Model工作組,合力構建模式發(fā)展開源共享、多團隊協(xié)同開發(fā)的新范式。
EPICC-Model得益于中國科學院大氣物理研究所嵌套網(wǎng)格空氣質(zhì)量預報模式(NAQPMS )20余年的研發(fā)經(jīng)驗。EPICC-Model基于科學架構及標準版本管理系統(tǒng),采用“插拔式”的模塊集成設計,增強了模式的擴展性,編碼技術的規(guī)范性,實現(xiàn)了模式的工程化協(xié)同開發(fā),形成了中國開源大氣環(huán)境模式。EPICC-Model作為開源的科學共同體社區(qū)模式,總計20余萬行程序代碼,耦合了氣相化學、液相化學和非均相化學等多相大氣化學過程以平流、擴散、干濕沉降等物理過程,可科學合理表征氮氧化物、臭氧和細顆粒物(PM2.5)等主要大氣污染物的生消演變過程。EPICC-Model耦合了理化過程不確定度分析方法,支持新機制新模塊在模式中的快速集成。目前,EPICC-Model已適配多個適用于我國大氣復合污染特征的物理化學新機制,支持多機制模擬方案的靈活選擇。
全面開源、共贏發(fā)展
此次EPICC-Model代碼開源,旨在我國自主模式研發(fā)優(yōu)秀成果的基礎上,改革模式研發(fā)范式,提升我國模式的自主研發(fā)速度和先進性。它為大氣環(huán)境模擬及相關研究提供了一個協(xié)同開發(fā)、集成耦合的開放平臺,以開源共享為領航,凝聚全國乃至全球科學家力量,面向水土氣污染綜合治理、新污染物和重金屬治理等問題,開展新技術攻關,推動科學與工程技術的加速融合,為“美麗中國”和全球環(huán)境治理提供強有力的科學工具。
博古通今的“大裝置”
在EPICC-Model研發(fā)的背后,“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”(Earth System Numerical Simulation Facility)扮演了重要的角色。地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置為國家“十二五”重大科技基礎設施建設項目,是我國首個具有自主知識產(chǎn)權,以地球系統(tǒng)各圈層數(shù)值模擬軟件為核心,軟、硬件指標相適應,規(guī)模及綜合技術水平位于世界前列的專用地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置,也是懷柔科學城的大科學裝置之一。
作為國家和裝置用于研究地球系統(tǒng)的大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈的物理、化學、生物過程及其相互作用,探究上述相互作用對地球系統(tǒng)整體和我國區(qū)域環(huán)境的影響;融合模擬與觀測數(shù)據(jù)以提高預測的準確性,實現(xiàn)對地球系統(tǒng)復雜過程在中尺度分辨率的定量描述與模擬,為國家防災減災、應對氣候變化、大氣環(huán)境治理等重大問題提供科學支撐;推動地球系統(tǒng)科學不同學科之間的學科交叉和融合,促進我國地球系統(tǒng)科學整體向國際一流水平跨越。