近日，国家“十二五”重大科技基础设施项目 “地球系统数值模拟装置”顺利通过国家验收，正式开放运行。地球系统数值模拟装置是怀柔综合性国家科学中心首个正式运行的国家重大科技基础设施。地球系统数值模拟装置以地球系统各圈层数值模拟软件为核心，开展了软、硬件协同设计，规模和综合技术水平位于世界前列。通过项目建设，建成了“模式、计算、数据”三位一体的、专用地球系统数值模拟装置，具备了对地球系统全圈层复杂过程在中尺度上的定量描述与模拟能力，推动了地球系统科学不同学科之间的学科交叉与融合。装置的法人单位为中国科学院大气物理研究所，清华大学为共建单位。

地球系统模式数值模拟装置共包含五个系统：系统一地球系统模式数值模拟系统、系统二区域高精度环境模拟系统、系统三超级模拟支撑与管理系统、系统四支撑数据库和资料同化及可视化系统和系统五面向地球系统的高性能计算系统。清华大学负责了三个系统中的5个建设任务，具体包括：系统二的区域高精度长期气候变化风险模拟分系统、系统二的中国和全球主要农产区粮食作物旱灾模拟分系统、系统三超级模拟支撑与管理系统、系统五的高速互联网络项目IVI翻译及网管分系统、以及系统五的城域高速互联网络。

区域高精度长期气候变化风险模拟分系统实现了气候变化模拟和预估数据从全球百公里分辨率到区域3公里的统计降尺度能力，基于高性能地球数值模拟装置，采取任意区域切割和多核并行计算等措施，解决了高精度统计降尺度运行效率偏低的问题，将统计降尺度运行速度提升5-7倍。

中国和全球主要农产区粮食作物旱灾模拟分系统实现了全球近实时农业土地利用监测、全球粮食作物动态模拟与逐日产量预报等功能。数据产品被联合国粮农组织（FAO）等国内外机构广泛使用，并支撑了科技部国家遥感中心《全球生态环境遥感监测年度报告》等。

超级模拟支撑与管理系统由清华大学负责整体设计与研制，该系统具备面向底层的代码开发移植、调试调优和计算环境优化的支撑功能，以及面向用户的模式试验、评估与调优的管理功能。研发的耦合器C-Coupler2功能优于欧美国家耦合器。在整个地球系统数值模拟装置中，超级模拟支撑与管理系统可灵活高效支持地球系统模式的设计、开发、调试验证、发布和应用的全流程研发过程。航天宏图信息技术股份有限公司承担了项目的总装集成任务。

超级模拟支撑与管理系统流程图

高速互联网络项目IVI翻译及网管分系统和城域高速互联网络针对目前大量超算软件系统仍然是IPv4的现状，率先提出已成为IETF互联网国际标准的无状态IPv4/IPv6翻译过渡技术（IVI），研制完成为超算系统定制的IPv4/IPv6互联互通服务器集群系统，支持通过IPv6的IPv4专网服务，支持IPv4和IPv6应用的互联互通。

在大装置建设中，清华大学充分发挥地球系统科学、计算机科学与技术等多学科交叉优势，厚积薄发，为“大国重器“建设贡献了清华智慧。

供稿：黄小猛 林琳

审核：张强