来源：凤凰湖南站

当黄沙漫天遮蔽了阳光，春色被掩盖时，人们感受到了大自然的愤怒。超级暴力梅雨如同狂暴的战士，无情地摧毁着江南水乡的安宁，将一切希望淹没在水中。而极端高温则像火焰般炙烤着大地，让人们无法忍受的炙热感让人窒息。然而，最令人胆寒的莫过于帝王级寒潮的到来。它如同冰冷的魔爪，将所经之地尽数冰封，让一切生命停止在时间的冰冻中。寒风凛冽，冰雪覆盖，仿佛是世界末日的到来。

地球到底发生了什么？

为什么极端天气如此频繁？

我们能否准确解读地球的过去和未来？

我们能否及时预警可能到来的极端气候？

这些极端天气现象的发生，引发了我们对地球状况的深思。我们开始意识到，地球正在遭受着严重的环境问题，而这些问题正在以前所未有的速度加剧。全球变暖导致的高温、洪涝、干旱等极端天气现象，严重影响着人类的生活和生态系统的平衡。为了回答这些问题，气象学家们提出了一个创新的解决方案——将地球数字化，装进一个名为“寰（Earthlab）”的地球模拟实验室。

据统计数据显示，自1961年以来，我国平均极端高温指数每10年就会增加0.21℃，而极端寒潮现象并未减少。自2004年以来，我们共经历了39个强台风及以上强度的袭击，占总数的近七成（68％），其中2014年至2018年更是有5个超强台风登陆我国。这些数据引发了对地球状况的深思：地球到底怎么了？为何如此频繁出现极端天气？

“寰”是由中国科学院大气物理研究所牵头，并与清华大学等单位合作研制的一种地球系统数值模拟装置。它是我国首个具有自主知识产权的装置，以地球系统各圈层数值模拟软件为核心，软硬件协同设计，规模和综合技术水平位于世界前列。这个装置坐落在北京怀柔科学城，拥有令人瞩目的峰值运算能力，达到15.9千万亿次浮点／秒。其球形显示屏直径达到3米，可视化系统能够支持6种不同形态跨尺度的展示与协同交互。这一装置为我们提供了反演地球的过去、观察地球的现在、预测地球的未来的可能性。

“寰”的核心模式软件是中国科学院大气物理研究所经过长期科研攻关自主研发的地球系统模式CAS－ESM。它集成了大气、海洋（包括海冰）、陆面、植被生态、大气化学、海洋生化和陆地生化等7个分系统模式，能够模拟大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈的演变规律。此外，“寰”还搭载了算力强劲的国产芯片，其计算能力相当惊人。硅立方数据库的存储空间更是达到了惊人的规模，足以容纳约20个国家图书馆的馆藏数据。

“寰”的推演能力将服务于气候变化、生态环境建设、“双碳”目标、防灾减灾等国家重大需求，为国际气候与环境谈判提供有力的科学支撑。在全球模式下，“寰”能够全面捕捉未来气候变化的潜在影响，提供更详细的预测信号，以便我们能够提前做好防灾减灾的准备。此外，“寰”对于我国在“双碳”目标上的国际话语权也具有重要意义。长期以来，发达国家在地球系统模拟领域具有主导权和话语权，而“寰”的诞生使我们不再处于被动地位。通过“寰”的“耦合器”，我们能够建立起“生态—气温—二氧化碳浓度—碳排放量”的清晰关系，这将有助于我们制定相应的减排计划时更加明确升温目标与碳排放量之间的关系。

极端天气现象的频繁发生给我们的生活和环境带来了巨大的挑战，但我们可以通过“寰”装置更加准确地解读地球过去和未来的可能性，并及时预警可能到来的极端气候，为我们应对气候变化和减少灾害提供重要的科学支持。相信通过科学的努力和全球合作，我们能够共同保护好地球，让它成为我们的美丽家园。