编者按：地球系统数值模拟装置——“寰”，是国家“十二五”重大科技基础设施项目，它是面向地球科学的高性能模拟装置。中科院之声与中国科学院大气物理研究所联合开设的“地球模拟实验室”专栏，将为大家介绍这一装置的强大功能，及其在应对气候问题，解决环境问题中所扮演的重要角色。
20世纪以来，全球范围内发生了十大“环境公害事件”，包括大气污染、水污染、核泄漏污染公害事件等，使得人类意识到在经济、工业等方面快速发展的同时，环境污染问题也不容忽视。第二次世界大战前后，由于工业烟尘等有害气体的和“逆温”现象，马斯河谷烟雾事件造成一周内死亡达60人。约十年后，洛杉矶市机动车排放大量的尾气，发生光化学反应而产生臭氧等气体，形成具有剧烈刺激作用的浅蓝色烟雾。
除了这两起典型的大气污染公害事件外，切尔诺贝利核事件、伦敦烟雾事件、水俣病事件和福岛核泄露事件也一次次给人类敲响了警钟。
从《巴黎协定》的制定到现在“碳中和”目标的提出，世界各国都在为了保护地球这个人类赖以生存的环境而努力。我们能够看到，环境问题逐步得到改善，公众的环保意识也越来越强！
或许会有人有这样的想法：都过去很久啦，我们没有再发生过如此严重的公害事件了，对待环境问题，是不是可以稍微松一口气啦？小心！环境污染在升级！虽然现在没有，但是在气候背景的影响下，更是要小心“温水煮青蛙”！“全球变暖”这个名词，大家可能耳朵都快听出茧子了。污染问题并不是独立的，排放源、污染物传输过程极为复杂，更是与气候背景和气象条件高度地耦合在一起。人类活动排放，导致极端气候事件频率和强度都在增加。
2019年澳大利亚山火、2020年美国暴风雪都是不可忽略的地球信号！
现今，主要的大气污染物有二氧化硫（SO2）、悬浮颗粒物（如PM2.5）、氮氧化物（NOX）、臭氧（O3）、一氧化碳、温室气体等。各类大气污染物浓度的空间分布具有全球性和区域性，这说明大气污染问题既要考虑全球性的背景，也要考虑区域性的差异。
历年3月以来我国北方沙尘日数变化（图片来源：国家气候中心）北方的小伙伴们一定还深刻记得今年3月发生的大风沙尘吧！此次沙尘的日数是从2007年以来同期最多的，也是我国近十年来最强的沙尘天气过程！除此之外，兰州地区在20世纪70年代末也发生过光化学烟雾事件，2013年1月和12月分别在北京和我国中东部地区发生了严重的灰霾污染事件。
大气复合污染问题使得我国大气环境治理面临极其复杂的挑战！
“大气污染防治行动计划”、“蓝天保卫战”、“深入打好污染防治攻坚战”、“美丽中国”，我们一直在前进！想要治理复杂的大气污染问题，我们首先需要对大气污染物进行准确的模拟和预报预警，揭示污染的成因，从而采用针对性的防控措施。
数值模式是进行区域大气环境模拟的重要工具，通过结合地面、探空、雷达、浮标、船舶、航空、卫星等多种观测资料，可以量化众多物理化学过程的综合作用，解析不同过程和污染来源相对贡献的时空分布，还可以实现对污染物浓度、灰霾天气等预报预警，方便进行各种污染控制措施的效果评估，能协助制定污染协同控制方案。
“寰”——大国重器，把地球装进了“数值实验室”，提供了面向模式软件的专用超级计算机和我国自主研发的模式软件，融合了全球和我国的多源观测数据。助力“碳中和”，解读气候前世今生未来，预估大气污染和生态环境变化，少不了“寰”的身影！环境污染在升级，“寰”境无染是未来！“寰”提高了污染预报预警能力，大幅提升我国模拟预测的精准度，支撑我国未来大气污染的精准防控和治理。