地球科学再掀热议 协同创新引领发展

  9月11日，2015年夏季达沃斯论坛在大连落下帷幕。作为全球性经济盛会，今年夏季达沃斯却有不少亮眼的科技元素。其中，“科学的变革”和“环境界限”两大议题令人印象深刻，而“气候变化”这个词汇更在今年达沃斯论坛上被反复提及。显而易见，“如何应对全球性气候变化”仍是人类文明面临的最大挑战。

  地球科学受全球关注

  在全球经济可持续增长的面前，人类活动带来的生态环境问题这只“拦路虎”已经引起越来越多国家的警觉。在本届达沃斯论坛上，以“地球观测”和“雾霾治理”为代表的场外活动和场内议题，尝试利用不断创新发展的地球科学手段破解地球系统难题，是成为论坛的一大亮点。

  气候变化等地球生境议题早在历届达沃斯论坛上广为关注，本届达沃斯论坛上再论全球性环境议题似乎并不鲜见。而事实上，本届论坛是明显地加重了科技和创新这两个砝码，创新发展的地球科学正被各国所认识和重视。与时俱进的地球科学正在解决全球性问题上扮演着越来越重要的角色，“地球科学+大数据分析”即是一例。

  本届达沃斯论坛上增添了多项互动元素，其中最引人注目的就是“地球观测”。该项目借助美国航空航天局(NASA)1984年到2012年的卫星数据，用一场“虚拟旅程”向参观者展现近30年来人类在地球上的生境变化及影响，内容涉及亚洲的工业化和城镇化进程、森林面积萎缩、气候变化加剧、资源持续耗竭等各项对人类生存影响重大的环境问题，真实、生动，一目了然。而针对备受关注的雾霾等环境污染，本届论坛特别开设了“治理污染”分论坛，详细探讨“最新的技术成果如何帮助中国打赢治污战争？”这一议题。

  中国地球科学迎头赶上

  “地球科学+大数据分析”是对地球上各项观测信息进行数据挖掘、仿真模拟、进而预测预警的地球科学研究手段，“内行”的说法是“地球系统模拟”。中国科学院院士曾庆存曾在多个场合指出：“地球系统模拟的出现是地球系统科学发展进程中的一个里程碑，其发展水平及模拟能力的高低已成为衡量一个国家地球科学综合水平的重要标志。”

  一生致力于大气动力和地球物理研究的曾院士并非“在商言商”。近年来，洪灾、高温、台风等极端天气事件愈发频繁，每年因地质灾害造成的死亡人数居高不下。此外，大气活动还严重影响着航空器的飞行安全。为了减少污染和灾难，人们亟需摸清地球各系统的脾气，掌握气候的变化规律。而地球系统模拟，是目前而言最有效的手段。

  此外，全球变暖是人类面临的最严峻的问题。这导致了气候变化公约、碳排放等谈判成为世界上最复杂的多边外交谈判。然而，目前关于全球变暖“2℃阈值”等的研究结论大多是根据国外的地球模拟装置得出的，苦于没有自己的模拟数据，我国在相关外交谈判中处于劣势。

  曾庆存院士因此指出，地球系统模拟装置的建设是我国摆脱西方发达国家在气候外交领域的优势地位和增加环境话语权的重要手段。美国、欧盟、日本等发达国家已经陆续建成本国的大型地球模拟装置。这些国家不仅在地球模拟科学学术领域具有主导权，同时也掌握了在全球气候变化特别是全球变暖的减缓、适应措施等方面的话语权。当前，我国亟需拥有自己的计算数据作为谈判依据，以提升我们在气候与环境领域的国际话语权。

  协同创新在行动

  从达沃斯论坛上传递的讯息来看，各国对地球环境预测预警的积极性在升高。而随着我国科研经费投入的加大，以及院企合作环境的改善，我国建设自己的高性能地球模拟装置的条件逐渐成熟。

  今年3月，中科院大气物理研究所、曙光公司、中科院计算技术研究所、中科院计算机网络信息中心共同启动了“地球数值模拟装置”原型系统建设。据了解，该项目总投资近1亿元，装置采用曙光最新的硅立方系列高性能计算机，在体系结构、计算密度、存储架构、能效比等各方面均处于国内领先地位。

 “地球数值模拟装置”原型系统

  我国建设“地球数值模拟装置”的意义显而易见。它不仅是提升我国地球科学研究综合能力的重要指标，更是改变西方国家在气候变化等话语权方面垄断的利器，同时也是我国科研各领域迈入大数据时代的必然选择。

  此外，研究人员利用地球数值模拟装置可以开展跨学科的协同研究。比如通过对地球环境进行大数据分析，发现新的现象并预测未来变化，其研究结果可为科研、经济、国防、教育等领域提供有力的支撑与服务。

  据悉，该原型系统预计将于9月23日正式发布。