清華新聞網(wǎng)8月10日電 經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，清華大學(xué)地學(xué)系聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家單位于2019年順利完成聯(lián)合地球系統(tǒng)模式1.1版本（Community Integrated Earth System Model, CIESM）的開(kāi)發(fā)。近日，國(guó)際模式發(fā)展主流期刊《地球系統(tǒng)模擬進(jìn)展》（Journal of Advances in Modeling Earth Systems）發(fā)表了介紹該模式的論文“聯(lián)合地球系統(tǒng)模式：介紹和評(píng)估”（Community Integrated Earth System Model (CIESM):Description and Evaluation）。
聯(lián)合地球系統(tǒng)模式CIESM包含13個(gè)自主開(kāi)發(fā)或改進(jìn)的物理方案和模塊，如改進(jìn)的深對(duì)流參數(shù)化方案、單冰云微物理方案、統(tǒng)計(jì)云宏物理方案、四流短波輻射計(jì)算方案、次網(wǎng)格地形拖曳方案、海氣通量方案、海洋混合方案、新熱力學(xué)粗糙度方案等，以及自主的耦合器C-Coupler2、新的共形映射海洋網(wǎng)格、高可擴(kuò)展海洋正壓求解器、新的土壤和土地利用數(shù)據(jù)和高效陸地碳氮循環(huán)模塊等。其中C-Coupler2被國(guó)內(nèi)多家單位采用，高可擴(kuò)展海洋正壓求解器已被美國(guó)NCAR最新一代的地球系統(tǒng)模式CESM2.0采用。同時(shí)，通過(guò)大量的移植和優(yōu)化工作，該模式在國(guó)產(chǎn)高性能計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”上完成所有參與第六次國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃（CMIP6）的試驗(yàn)，為將來(lái)更好地應(yīng)用國(guó)產(chǎn)高性能計(jì)算機(jī)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
聯(lián)合地球系統(tǒng)模式已順利完成各種第六次國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃（CMIP6）模擬并上傳了相關(guān)數(shù)據(jù)。模式整體性能優(yōu)異，和已有的CMIP5模型相比，各方面性能處于國(guó)際前列（如下圖），特別是在困擾國(guó)際模式界的幾個(gè)主要問(wèn)題如熱帶降水分布、海洋邊界層云、厄爾尼諾南方濤動(dòng)（ENSO）強(qiáng)度和周期等方面有明顯改進(jìn)。未來(lái)需要改進(jìn)的問(wèn)題，主要是南北極海冰在暖季偏少和較高的平衡氣候敏感度。
采用氣候模式診斷和比較計(jì)劃（PCMDI）標(biāo)準(zhǔn)診斷包分析的清華大學(xué)聯(lián)合地球系統(tǒng)模式歷史模擬性能和其他CMIP5模擬的比較（全球平均）。顏色代表模式均方根誤差相對(duì)于多模式平均偏差的差異，顏色越藍(lán)性能越好。一個(gè)方格內(nèi)的四個(gè)三角形代表春夏秋冬。第一列為清華大學(xué)聯(lián)合地球系統(tǒng)模式，不同行表示不同的變量。
目前，清華大學(xué)正以此模式為基礎(chǔ)積極開(kāi)展相關(guān)研究，不斷滿(mǎn)足國(guó)家在氣候變化研究方面的重大戰(zhàn)略需求，全面提高我國(guó)應(yīng)對(duì)極端氣候和自然災(zāi)害的減災(zāi)防災(zāi)能力。未來(lái)模式還將進(jìn)一步增加各種分量，如冰蓋模型、大氣化學(xué)、各種生物地球化學(xué)過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)模型的耦合，為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展和應(yīng)對(duì)氣候變化提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)和政策指導(dǎo)。
聯(lián)合地球系統(tǒng)模式開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)包括清華大學(xué)、北京師范大學(xué)、自然資源部第一海洋研究所、中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所、南京信息工程大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、南京林業(yè)大學(xué)、無(wú)錫江南計(jì)算技術(shù)研究所、國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心等多家單位的30多位研究人員。論文第一作者和通訊作者為清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系教授林巖鑾。
文章鏈接：
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2019MS002036
供稿：地學(xué)系
編輯：李晨暉
審核：程曦
