今年，地球似乎变得很“极端”：
地球怎么了？我们迫切地需要“读懂”地球，弄清楚地球系统运转的机理，明白人类活动如何影响地球系统。然而地球系统是个超级复杂的系统，要探究它的过去、现在和未来，谈何容易。
地球的前世今生，可以“算”出来
当今世界公认最为重要的地球系统研究工具是“地球模拟器”，通过在专用超级计算机上运行地球系统模式（模型），计算出地球各圈层的运动变化规律，从而反演地球的过去、观察地球的现在、预测地球的未来。
长期以来，美国、日本等发达国家在地球模拟科学特别是在全球气候变化领域具有主导权和话语权，这在很大程度上得益于上述国家早已提出或建设了自己的地球系统模拟计划。
这个“模拟器”现在我们国家也有了！
我们国家已经建设了这样一套大科学装置——“地球系统数值模拟装置”。它有个昵称——“寰”，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高性能模拟装置。它能服务于气候变化、生态环境建设、“双碳”目标、防灾减灾等国家重大需求。
“算”出来的地球，你看得懂吗？
科学家们建设地球模拟器的初心是为了更好地解读地球， 所谓“解读”，包括“解”和“读”两部分。在“解”的部分，科学家不断地研究地球系统的各种规律，建立并不断优化模型，用数值方法把地球算个明白，追求高精确度的计算结果。这个过程就好比在给地球“算命”。
有了计算结果后，就需要“读”了。然而，科学数据是不那么容易读懂的。
下面是模拟计算出的1850年到2100年北极逐月海冰密集度数据的千分之一（2022年10月~12月）：
从这密密麻麻的数据里，你能看出什么规律？又能否推测出未来北极海冰的情况？
海量数据已经超出了普通人的认知和理解能力，为了让解读被真正“看见”、“读懂”，需要借助可视化技术手段，让隐藏在数据中的“密码”直观呈现，因为一图胜千言，人类80%的信息来源于视觉。
通过下面这个图，我们可以直观地看到，这次模拟数据所揭示的北极海冰消融情况。
北极海冰消融 图片来源：中科院计算机网络信息中心
这就是科学可视化的“威力”。模拟的精度越来越高，产出数据的规模也越来越大，动辄一次模拟产出数据可达GB级、TB级甚至PB级。直观、可交互的科学数据可视化就可以将海量复杂的科学数据形象化，更有助于科学家对数据进行理解与分析，同时也可以拉近公众与科学之间的距离。
科学可视化：看得见的科学
科学可视化最初称为“科学计算的可视化”，是可视化领域历史最久远的一门学科。它以视觉形式来表达复杂的科学数据所隐含的特征信息，是一种对原始科学数据进行理解和解释的手段。
