9月22日，地球系统数值模拟装置核心软件——中国科学院地球系统模式（CAS-ESM）研发团队在《大气科学进展》发表了关于CAS-ESM大气二氧化碳（CO2）全耦合模拟的最新研究进展。论文指出，CAS-ESM2.0已成功解决了陆地碳循环、海洋碳循环与大气CO2双向耦合的难题，并能够合理的计算大气CO2的时空变化。
研究团队在地球系统数值模拟装置可视化球屏前讨论全耦合大气CO2季节变化的模拟结果 （摄影:李国强）
大气CO2浓度变化及其影响是全球气候和生态环境研究的核心问题之一，涉及到地球系统的多圈层多尺度过程，需要在耦合的系统中对之加以研究。地球系统模式能够刻画气候系统、碳循环过程以及它们的相互作用，是开展大气CO2研究的重要工具。
国际耦合模式比较计划为此设计了大气CO2排放驱动试验。该试验要求模式不仅能够模拟陆地碳循环、海洋碳循环与大气CO2的相互作用，还要能够计算大气CO2的时空变化。但是，目前国内外实现这类大气CO2全耦合试验的地球系统模式还比较少，且模拟的大气CO2浓度和下垫面碳通量仍然存在较大的不确定性。
CAS-ESM研发团队一直致力于研发具有中国自主知识产权的地球系统模式。为实现大气CO2的全耦合模拟，CAS-ESM研发团队把同时考虑野火和植被演变的自主研发的全球植被动力学模式、海洋生物地球化学模型等耦合进入CAS-ESM。经过不懈努力，CAS-ESM2.0已成功实现陆地碳循环、海洋碳循环与大气CO2的双向耦合，并且能够合理的模拟出大气CO2的历史增加趋势和季节变化。
据介绍，此项进展具有重要的研究和应用价值。一方面，CAS-ESM2.0能够用于研究碳循环与气候的相互作用，例如，诊断目前地球系统模式关于大气CO2模拟误差的原因和具体物理机制。另一方面，可以为“双碳”战略提供科学的支撑，包括碳中和最优路径的选取等。
相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s00376-023-3172-9.
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