12月8日,國家超級計算天津中心和國防科技大學聯合中國科學院大氣物理研究所等數十家合作團隊共同發布“面向新一代國產E級超級計算系統的十大應用挑戰”。此次“十大應用挑戰”的發布是為了充分發揮國產新一代百億億次(E級)高性能計算機強大計算能力,支撐解決世界科技前沿、經濟主戰場、國家重大需求、人民生命健康領域的重大挑戰性問題。《科技日報》1、《新華網》2等媒體進行了相關報道。
挑戰十“完全分辨全球次中尺度海洋過程的數值模擬”是由中國科學院大氣物理研究所的LICOM海洋模式團隊提出。氣候變化是全球可持續發展所面臨的重大挑戰,也是科學界面臨的最具挑戰性的科學問題之一。海洋是控制氣候系統季節內、季節、年際、年代際變率的重要分量。近年來,隨著海洋觀測的飛速發展,海洋中尺度、次中尺度過程的機理被不斷揭示,海洋多尺度相互作用的特征更加清晰,對海洋環流數值模擬也提出了更高的要求,分辨海洋中尺度、次中尺度過程及其與大氣的相互作用成為氣候模擬領域的研究熱點之一。
過去10年,全球的科學家在此方向作出了不懈努力,將全球海洋模擬提高到分辨次中尺度渦的分辨率(2km)。依托“地球系統數值模擬裝置”,我國科學家也自主開發了全球超高分辨率LICOM海洋模式(3-5km),可以分辨部分次中尺度過程和完全分辨開闊大洋的中尺度過程(Wang等2021)3。該挑戰的成功入選將有力地促進中國科學院大氣物理所LICOM海洋模式團隊與國家超級計算天津中心等相關團隊的深入合作,充分利用國產新一代E級高性能計算機強大計算能力,進一步推動自主超高分辨率全球海洋模式的研發,實現完全分辨次中尺度過程的模擬,并進而幫助科學家全面理解海洋內部多尺度相互作用過程以及海洋能量串級過程,提高地球系統模式對海洋環流以及整個氣候系統的模擬能力。
“地球系統數值模擬裝置”是 “十二五”國家重大科技基礎設施項目,于2018年11月全面開工建設,2021年6月23日落成啟用,目前裝置進入軟硬件聯調聯試階段。以LICOM海洋模式為分量的中國科學院地球系統模式(CAS-ESM),是“地球系統數值模擬裝置”核心軟件。

5km的LICOM全球海洋模式模擬的海表渦動動能