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没有人生活在全球平均气候中。而且，考虑到它们可以覆盖 10,000 平方公里，当今超级计算机上运行的 气候模型 所青睐的大型网格单元对于规划目的而言，也没有它们可能达到的那么有用。现在，国家科学基金会 (NSF) 以及美国能源部和农业部正在合作，为开发新的计算机模型提供资金支持，这些模型旨在揭示气候变化在区域层面上的预期影响。
“气候变化的影响正变得比预期的更直接和更深刻，”国家科学基金会主任 Arden Bement 周一在为记者举办的网络直播中表示。“我们必须能够预测气候变化将在未来 10 到 20 年内如何影响……各个区域。”
其目标将是为区域规划目的提供科学依据，无论是适应消失的海岸线，还是适应预期的干旱程度。“有些将深入到美国的部分地区，有些将深入到州一级。有些甚至可能涉及特大城市，”Bement 说。“随着我们继续将洋葱剥到更小的尺度，这将需要时间。”
这些机构每年将为名为“年代际和区域气候预测地球系统模型”的新计划投资近 5000 万美元，简称 EaSM，并预计在未来三年内交付改进版本。这些模型将着眼于区域平均气温变化、海平面上升、海洋酸化以及土壤和水的可持续性，以及入侵物种对粮食生产和人类健康的影响等影响。它也不会局限于生态问题。“如果没有环境可持续性，就无法真正实现能源可持续性。如果没有经济可持续性，你就无法实现两者中的任何一个，”Bement 指出。
这项工作的大部分将依赖于计算机能力的进步；能源部 (DoE) 现在在其橡树岭国家实验室拥有世界上最强大的超级计算机。这种 petaFLOP 级（每秒千万亿次运算）计算机将帮助科学家改进其模型的时间和空间尺度。“我们很乐意能够达到 exascale——速度和规模再快 1,000 倍，”能源部科学办公室主任 William Brinkman 在网络直播中说。“气候建模可能是继续朝这个方向发展的驱动力，超过任何其他建模。”
当然，这种计算机模型的好坏取决于输入的数据，因此需要来自正在进行的观测活动的其他信息——无论是能源部的 大气辐射测量 计划还是国家科学基金会的 国家生态观测网络——以更全面地了解烟尘和其他气溶胶如何影响全球气候以及云的作用。
最终，区域性感受到的最大影响可能在农业方面。“粮食生产者需要知道未来会发生什么，以便为预期的各种变化做好准备，”农业部首席科学家 Roger Beachy 说。“我们担心这对我们种植粮食的能力的影响。”
就农业部而言，它希望能够确定特定多州区域可能面临的最重要影响和担忧，并就可能减少农业对温室气体排放贡献的耕作方式提供建议（通过化肥生产和使用、耕作方式和稻田甲烷释放等过程）。“我们需要在开始对我们所有人产生重大影响的重大政策变革之前掌握数据，”Beachy 说。“这将对世世代代产生长期影响。重要的是要做到正确。”