7日，記者獲悉，由中國科學(xué)院大氣物理研究所、嶗山實(shí)驗室等單位聯(lián)合攻關(guān)，成功構建出世界首個(gè)水平分辨率達1公里的全球海洋環(huán)流模式LICOMK++，該模式近日在跨異構超算平臺實(shí)現全球公里級氣候海洋模擬的性能可移植與科學(xué)試驗雙重突破。
全球1公里模擬2016年1月19日的表面海洋動(dòng)能。受訪(fǎng)對象供圖
海洋是地球氣候系統中重要的能量和碳匯調節器，吸收了超過(guò)90%的全球變暖所帶來(lái)的新增熱量以及30%以上的人為二氧化碳排放。近年來(lái)，隨著(zhù)極端氣候事件頻發(fā)，對海洋中渦旋、鋒面等中小尺度過(guò)程的模擬和理解，成為提高氣候預測精度的關(guān)鍵。
據介紹，此次構建的LICOMK++模式，將全球海洋模擬分辨率提升至1公里，能夠直接模擬海洋中的亞中尺度過(guò)程，相當于在全球“海洋地圖”上嵌入一副細致入微的“顯微鏡”，可精確捕捉海洋渦旋和鋒面等復雜動(dòng)力過(guò)程。這些精細的海洋動(dòng)力過(guò)程直接影響著(zhù)全球熱量和物質(zhì)的輸運與分布，對于理解與預測極端氣象事件，如海洋熱浪、臺風(fēng)、極端降水等具有重要作用。
模式試驗結果顯示，LICOMK++能夠再現多個(gè)關(guān)鍵海區的中小尺度環(huán)流結構，并展現出較強的過(guò)程模擬能力。這些過(guò)程對全球熱量與物質(zhì)的輸運分布具有顯著(zhù)影響，也與海洋熱浪、強臺風(fēng)、極端降水等事件的發(fā)生和強度密切相關(guān)。通過(guò)這一模式，氣象部門(mén)可以獲得更高質(zhì)量的海洋初始場(chǎng)信息和邊界條件數據，有助于提升全球和區域海洋環(huán)境變化氣候預測能力。
未來(lái)，該模式可通過(guò)與地球系統模式的其他模塊耦合，進(jìn)一步推動(dòng)對地球多圈層相互作用的全面理解。同時(shí)，隨著(zhù)對高質(zhì)量數據需求的提升，LICOMK++也可作為“數字孿生海洋”的基礎工具，支持新一代數據驅動(dòng)型決策系統建設，在助力全球氣候治理、推進(jìn)可持續發(fā)展等方面發(fā)揮科技支撐作用。
目前，該研究成果已獲得中國計算機學(xué)會(huì )HPC China 2024超算年度最佳應用獎，并入圍世界高性能超算應用領(lǐng)域最高獎——戈登·貝爾氣候建模獎，是2024年全球僅有的三個(gè)入圍成果之一。
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