新技术里程碑：精确至1.2公里分辨率的全球地球系统模拟

马克斯-普朗克气象研究所（MPI-M）在地球系统模拟中开启了一个新的篇章，这对气候科学家来说是一个梦想，而且在过去的时间里似乎非常遥远。10年前，Mitchell等人（2012年）在2008年WCRP世界气候预测建模峰会上首次强调，在2012年至2022年欧洲地球系统建模界的战略文件中，重新提出了一个长期的"大挑战"，即开发能够解决对流尺度运动（名义上是1公里左右水平分辨率）的全球气候模型。

图像显示了全球1.2公里ICON-ESM模拟的快照，放大了阿古哈斯流从非洲南端海岸反射时形成的环。在陆地上，显示了近地表温度，在海洋上，显示了海面温度，作为结构，叠加了表层水的流速。在图的右边，模拟的云场以白色阴影显示。资料来源：Florian Ziemen/DKRZ

在德国气候计算机中心（DKRZ）最近安装的新的超级计算机系统"Levante"上，来自MPI-M和DKRZ的建模专家团队首次展示了在水平分辨率为1.2公里的情况下运行基于ICON的地球系统（ESM）模型的全三维耦合全球版本的技术可能性。

首次成功运行是在大约三分之一的Levante CPU分区容量（2520个计算节点，两个CPU 256 GB主内存）上启动的，每天实现2.5个模拟日的吞吐量，使其成为目前欧洲唯一可以用ICON进行如此高分辨率模拟的超级计算机。ICON-ESM配置已经以生产模式用于科学目的，水平分辨率为10公里、5公里和2.5公里。有了1.2公里的配置，现在已经为一类新的数值模型打开了大门，这将使我们能够研究气候变化的局部影响，如极端的降水、风暴和干旱。

这一发展是BMBF资助的WarmWorld项目和欧盟资助的NextGEMS项目的一部分，并将为Destination Earth（DestinE）做出贡献，即开发一个地球系统的数字孪生体。通过使用运动方程模拟--而不是参数化--湿润对流、重力波和海洋涡流，能够使模型代码更简单，结果更容易理解，从而使我们能够更好地了解形成过去、现在和未来气候的物理过程。