科學家打造出超高解析度數位地球雙胞胎，結合天氣與氣候系統長短時模擬，開啟氣候科學全新紀元。
過去氣候科學的研究，一直夢想著能以極精細的解析度，捕捉天氣與氣候的瞬息萬變，如今，這個夢想迎來了歷史性的突破。德國馬克斯普朗克氣象研究所（Max Planck Institute for Meteorology）帶領的團隊，成功打造出一個解析度達1.25公里的數位地球雙胞胎（Digital Twin），這是全球首度實現結合天氣與氣候長期演變的超高精度數值模擬。
以往的地球模型，解析度多半在40公里以上，頂尖的歐洲中期天氣預報中心（ECMWF）模型也只能做到9公里，如此解析度難以直接模擬對流等微尺度現象，使得模擬依賴數學參數化，常帶來不確定性，此次突破，團隊使用了德國氣象局與馬克斯普朗克所合作開發的ICON模型（ICOsahedral Nonhydrostatic），成功將水平解析度拉升至1.25公里，細膩到幾何上切分地球表面超過3.36億個土地與海洋單元，每個單元再配備相應大氣層方格，總計超過6億個三維計算格點。這不僅是解析度的躍進，更首度實現了「快速」天氣系統與「慢速」氣候系統的整合－快速系統如能量、水分循環，掌控暴風雨、降雨等短期天氣事件；慢速系統如碳循環、生態系統變遷、洋流地球化學過程，決定中長期氣候趨勢。過去兩者因尺度與時間差異無法同時高效模擬，此次成就讓科學家能在同一模型內追蹤從一日天氣到數十年氣候變化。
超級運算力支撐創新
如此龐大的計算需求，只有最頂尖超級電腦能負荷。該項目利用歐洲兩大全球最強超級電腦：瑞士的ALPS系統以及德國的JUPITER系統，共計近3萬顆NVIDIA GH200 Grace Hopper超級晶片（整合CPU與GPU功能），完成每日模擬145.7天的驚人速度。換句話說，24小時內就可計算近半年的氣候演化，且每秒需處理近兆級的數據，實現以前無法想像的模擬精準度。
這項研究不僅在科學圈引起熱烈共鳴，團隊也獲得2025年超級運算大會（Supercomputing Conference）Gordon Bell氣候建模獎提名，隨著科技進步與超級電腦功率持續提升，像這樣的高解析度模型未來將更貼近現實世界，使人類理解地球的眼界，開闢了嶄新世代。
圖片來源：www.iotworldtoday.com
