E3SM将可靠地模拟地球系统变化，这些变化将来会对美国能源行业造成严重影响。这些关键因素包括：①区域大气或水的温度，这可能会给能源电网带来压力；②水资源供应，这将影响到发电厂运行；③极端水循环事件，这可能影响基础设施和生物能源；④海平面上升和沿海洪水，这将威胁沿海基础设施。目前洛斯阿拉莫斯国家实验室已经在使用E3SM来集中解决南极洲周边的问题，来改善海水融化冰架的模型，以控制海平面可能突然上升的关键过程。

　　E3SM的目标是改进当前的地球系统模拟中存在的壁垒，实现这一目标需要从3个方面取得进展：①通过在模型中开发新的流程、增加模型分辨率和提高计算性能的战略组合，更好地解决地球系统过程；②更现实地表示人类活动与自然过程之间的双向互动，特别在这些相互作用会影响美国能源需求的地方；③模型模拟和预测的不确定性。为了解决影响美国能源行业的各种关键因素，E3SM致力于回答3个总体科学问题，推动其数字化实验计划：①水循环：水文循环如何与局部到全球尺度的人类-地球系统组成部分相互作用及对能源部门产生影响；②生物地球化学：生物地球化学循环如何与其他地球系统组成部分相互作用以及如何影响能源部门；③冰冻圈系统：冰冻圈（陆冰和海冰）系统的快速变化如何随着地球系统而演变，并导致海平面上升和海岸脆弱性增加。

　　在E3SM中，所有模型元素（大气、海洋、陆地、冰）都是可以采用可变分辨率将计算能力集中在特定区域的精细过程上，因为其通过使用先进的网格设计，可以将网格尺寸从外部区域的粗网格平滑地缩小为内部区域更精细的网格。E3SM由包括多个DOE的实验室、高校以及阿贡、劳伦斯利弗莫尔、劳伦斯伯克利、桑迪亚等多个国家实验室在内的100位科研人员共同参与完成。                 （刘文浩 刘燕飞）