新科技…北京地球系統數值類比裝置「寰」 可把脈空氣品質

位於北京懷柔科學城東區的地球系統數值類比裝置「寰」，可以通過超級電腦的「大腦」，類比真實地球的風雲變幻。現在，它的能力再獲提升。日前，「寰」發布最新成果，新一代自主可控的空氣品質模式—排放與大氣過程集成耦合社區模式發布並開源共用。這套新模式能顯著提升大氣汙染的模擬預測精度，並將通過源代碼開放，吸引中國的優秀科研團隊齊聚懷柔科學城，開展自主模式的協同開發。

當前，大氣汙染仍然是世界各國面臨的最嚴峻的環境問題之一，通過科技創新推動大氣汙染治理是一場持久戰。「此前的空氣品質模型類比精度，在全中國範圍內的解析度通常只能達到幾十公里；依託寰建立的新模式，中國各地的類比精度都將提升至3公里，這是很大的進步。」中國科學院大氣物理研究所研究員王自發介紹，過去20多年來，這項工作一直在持續開展，支撐了中國大氣汙染治理在不同階段的需求。

「在當前條件下，PM2.5降低每立方米1微克，都是很辛苦的戰鬥。」王自發長期從事大氣汙染領域的研究，對此深有感觸。現在，新一代空氣品質模式不僅大幅提升了模擬精度，還耦合了一系列複合汙染條件下特有的物理化學新機制，可同時用於細顆粒物（PM2.5）、臭氧、沙塵暴、酸雨等環境問題的模擬。而且，它不僅能「預測未來」，還能回溯過去，通過計算反推汙染物的源頭。

新模式同步開放了總計20餘萬行的程式碼。「中國是典型的大氣複合汙染特徵，其形成機制在各地的差異很大，需要考慮地形、地貌、排放源等諸多影響因素。通過模式的開源共用，我們能匯聚不同科研團隊的成果，從中找到對各地情況類比效果最好的機制，集納進模型。」王自發表示，本次發布的新模式只是基礎版本，後續隨著更多團隊的加入，效果、精度都會進一步提升。