地球系统数值模拟历史回顾及未来发展之机遇与挑战

地球是人类赖以生存的家园,人类从没停止过对她的探索和研究。从观测分析和纯理论研究开始,现代地球科学已过渡到数值模拟仿真的研究形式。今天,由于每秒百亿亿次浮点运算高性能计算机的诞生,通过多圈层高分辨率耦合模拟,在“数值孪生”理念下,庞大而复杂的地球系统被“搬进”了实验室,像其它学科一样,地球科学走上了假设-验证-再假设-再验证的实证科学轨道。本文首先回顾复杂而艰辛的地球科学发展历程,领略前辈科学家如何从人类生存需求和朴实的科学逻辑出发,开创今天的地球系统数值模拟的地球实证科学;进而文章较全面地总结了目前地球系统数值模拟的现状;最后给出未来发展的机遇与挑战。