大气复合污染仍是世界各国面临的最严峻环境问题之一,亟需通过科技创新、政策制定和公众参与,共同保护我们赖以生存的地球家园。近年来,随着国家自然科学基金委和科技部等系列重大项目的带动,和我国“十二五”重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”的建成,针对大气复合污染机制和建模新成果不断涌现,但缺乏一个平台和机制来将这些成果进行快速集成应用。依托地球系统数值模拟装置,在国家自然科学基金重大研究计划“中国大气复合污染的成因与应对机制的基础研究”集成项目的支持下,组建了EPICC-Model工作组,合力构建模式发展开源共享、多团队协同开发的新范式。 EPICC-Model得益于中国科学院大气物理研究所嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS )20余年的研发经验。EPICC-Model基于科学架构及标准版本管理系统,采用“插拔式”的模块集成设计,增强了模式的扩展性,编码技术的规范性,实现了模式的工程化协同开发,形成了中国开源大气环境模式。EPICC-Model作为开源的科学共同体社区模式,总计20余万行程序代码,耦合了气相化学、液相化学和非均相化学等多相大气化学过程以平流、扩散、干湿沉降等物理过程,可科学合理表征氮氧化物、臭氧和细颗粒物(PM2.5)等主要大气污染物的生消演变过程。EPICC-Model耦合了理化过程不确定度分析方法,支持新机制新模块在模式中的快速集成。目前,EPICC-Model已适配多个适用于我国大气复合污染特征的物理化学新机制,支持多机制模拟方案的灵活选择。 全面开源、共赢发展 此次EPICC-Model代码开源,旨在我国自主模式研发优秀成果的基础上,改革模式研发范式,提升我国模式的自主研发速度和先进性。它为大气环境模拟及相关研究提供了一个协同开发、集成耦合的开放平台,以开源共享为领航,凝聚全国乃至全球科学家力量,面向水土气污染综合治理、新污染物和重金属治理等问题,开展新技术攻关,推动科学与工程技术的加速融合,为“美丽中国”和全球环境治理提供强有力的科学工具。 博古通今的“大装置” 在EPICC-Model研发的背后,“地球系统数值模拟装置”(Earth System Numerical Simulation Facility)扮演了重要的角色。地球系统数值模拟装置为国家“十二五”重大科技基础设施建设项目,是我国首个具有自主知识产权,以地球系统各圈层数值模拟软件为核心,软、硬件指标相适应,规模及综合技术水平位于世界前列的专用地球系统数值模拟装置,也是怀柔科学城的大科学装置之一。 作为国家和装置用于研究地球系统的大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的物理、化学、生物过程及其相互作用,探究上述相互作用对地球系统整体和我国区域环境的影响;融合模拟与观测数据以提高预测的准确性,实现对地球系统复杂过程在中尺度分辨率的定量描述与模拟,为国家防灾减灾、应对气候变化、大气环境治理等重大问题提供科学支撑;推动地球系统科学不同学科之间的学科交叉和融合,促进我国地球系统科学整体向国际一流水平跨越。