中國鋼鐵新聞網(wǎng) 中國冶金報
記者 郭達(dá)清 報道
11月8日上午，第二屆“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬科學(xué)大會”在北京召開。會上，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)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(biāo)志著我國空氣質(zhì)量模式研發(fā)打破了以往單個研究團(tuán)隊主導(dǎo)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(zhuǎn)變，對加快我國模式發(fā)展具有重要意義。
“把脈”空氣、守護(hù)藍(lán)天
大氣復(fù)合污染仍是世界各國面臨的最嚴(yán)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(hù)我們賴以生存的地球家園。近年來，隨著國家自然科學(xué)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(chǔ)設(shè)施“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”的建成，針對大氣復(fù)合污染機(jī)制和建模新成果不斷涌現(xiàn)，但缺乏一個平臺和機(jī)制來將這些成果進(jìn)行快速集成應(yīng)用。依托地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置，在國家自然科學(xué)基金重大研究計劃“中國大氣復(fù)合污染的成因與應(yīng)對機(jī)制的基礎(chǔ)研究”集成項目的支持下，組建了EPICC-Model工作組，合力構(gòu)建模式發(fā)展開源共享、多團(tuán)隊協(xié)同開發(fā)的新范式。
EPICC-Model得益于中國科學(xué)院大氣物理研究所嵌套網(wǎng)格空氣質(zhì)量預(yù)報模式（NAQPMS ）20余年的研發(fā)經(jīng)驗。EPICC-Model基于科學(xué)架構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)版本管理系統(tǒng)，采用“插拔式”的模塊集成設(shè)計，增強(qiáng)了模式的擴(kuò)展性，編碼技術(shù)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(xué)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(xué)、液相化學(xué)和非均相化學(xué)等多相大氣化學(xué)過程以平流、擴(kuò)散、干濕沉降等物理過程，可科學(xué)合理表征氮氧化物、臭氧和細(xì)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(jī)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(fù)合污染特征的物理化學(xué)新機(jī)制，支持多機(jī)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(chǔ)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(jìn)性。它為大氣環(huán)境模擬及相關(guān)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(lǐng)航，凝聚全國乃至全球科學(xué)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(shù)攻關(guān)，推動科學(xué)與工程技術(shù)的加速融合，為“美麗中國”和全球環(huán)境治理提供強(qiáng)有力的科學(xué)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，是我國首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)，以地球系統(tǒng)各圈層數(shù)值模擬軟件為核心，軟、硬件指標(biāo)相適應(yīng)，規(guī)模及綜合技術(shù)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(xué)城的大科學(xué)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(xué)、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(yù)測的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)對地球系統(tǒng)復(fù)雜過程在中尺度分辨率的定量描述與模擬，為國家防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對氣候變化、大氣環(huán)境治理等重大問題提供科學(xué)支撐；推動地球系統(tǒng)科學(xué)不同學(xué)科之間的學(xué)科交叉和融合，促進(jìn)我國地球系統(tǒng)科學(xué)整體向國際一流水平跨越。
