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坐看“风云”起
日期:2022-12-31 22:30:19 | 作者:华体会最新地址

  每天《新闻联播》完毕后,《渔舟唱晚》的音乐响起,《气候预告》的画面随之呈现,那感觉再也了解不过。

  这是我国当代年青人一起的幼年回忆。许多人还记得,当年的气候预告并不那么准,一场意料之外的雷雨常常成为人们茶余酒后的谈资;可时至今日,小到每个小时的精准气候状况,大到触动全球的世界气候商洽,我国的大气科学,现已悄悄地变得越来越凶猛。

  气候和气候,现已深深地融入到每个人的日子之中。但许多人不曾想过的是,这些看似习以为常的背面,却是我国大气科学作业者几十年发愤图强、决心立异的效果。

  大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室便是其间的一支重要力气。这个依托于我国科学院大气物理研讨所(以下简称中科院大气所)建造的国家重点试验室自1985年树立以来,就一向在气候形式研制、气候模仿和气候研讨等范畴深耕不辍,摘得累累硕果。

  中科院大气所坚持着一项引以为傲的纪录在全国三家大气科学范畴的国家重点试验室中,大气所就占了两家。

  大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室作为我国第一批树立的国家重点试验室,通过30多年的学术堆集和几代人的一起努力,展开完善了从大气、海洋到彻底耦合的气候体系形式,是国内仅有、世界上少量层出不穷自主研制大气、海洋和耦合形式的研讨组织之一,已成为在相关范畴具有重要世界影响力的研讨组织,并在大气科学人才培育、支撑国家经济社会展开等方面发挥越来越重要的效果。

  “某种意义上说,一个国家数值气候预告的水平,能反映出这个国家的大气科学水平。”大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室主任、中科院大气所研讨员肖子牛说,“现在安全可以自傲地讲,我国的大气科学在全球占有重要的一席之地,我国也是少量几个具有最全面和齐备的数值形式体系的国家之一。”

  现在的大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室现已是世界上该范畴一个响当当的姓名,但时刻退回30多年前,试验室面对的却是天壤之别的地步。

  “大气科学中,许多试验是无法重复的,因而它很难遵从经典天然科学试验的范式。”肖子牛说,“安全一向想寻觅一种办法,让大气科学归入到现代化科学的体系中。”

  试验室的创建者和首任主任、中科院院士、国家最高科技奖得主曾庆存30多年前想到的办法,便是树立一个专门的试验室来研制数值形式,用动力学方程去描绘大气的演化状况。这样当产生了一次飓风或暴雨时,科学家就可以在超级核算机上进行屡次重复试验,去重现其时产生了什么,乃至可以猜测未来。

  “地球流体运动非常杂乱,其间许多科学问题的研讨依靠传统的理论和试验办法已远远不够,因而,数值模仿就成了不行代替的第三种研讨手法。”在中科院院士、大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室前主任吴国雄看来,数值模仿是20世纪后半叶最重要的科技进步之一,也是数学和核算科学使用于大气科学和地球流体力学范畴必不行少的枢纽和东西。

  35年前,曾庆存非常前瞻性地看准了超级核算机对大气科学的重要性,并留下了一句闻名的话“哪怕是当掉裤子也要买核算机”。

  可是,在科技水平并不杰出、科研经费绰绰有余的上世纪80年代,这一切就好像是天方夜谭。吴国雄还记得,其时他从曾庆存处得知,国外有一台筛选了要卖掉的超级核算机,非常欢喜。“我和老曾为了买他们的机器,跟老外拉关系,还带老外去游三峡,可到了终究,对方国家的国防部和工业部仍是没赞同。”

  一向到1988年,在国家计委的赞助下,通过与意大利“世界试验室”协作,试验室才总算引进了一台超级核算机。科研人员就在中科院电工研讨所和中科院大气所旧址之间的过道上,盖了一间平房作为机房。

  就在这间粗陋的平房里,大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室走上了一条现代化和世界化的路途。

  “这个试验室的树立源于其时的所长曾庆存的世界视界,是在其时国家还不殷实的状况下勒紧裤腰带树立的。”中科院大气所副所长(主持作业)周天军说,“这么多年来,试验室一向在坚持数值形式研制这一干流展开方向,历经几届试验室领导班子,方向一向不动摇。”

  依据国内外学科展开趋势和国民经济建造的需求,以及常识立异时期对国家重点试验室的新要求,大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室一向围绕着地球气候体系形式的研制与使用、气候气候动力学理论、可预告性及猜测预告新理论和新办法、地球流体微观演化规则和机理等四大方向展开研讨作业。这四个方向相得益彰、一起展开,形成了从理论到根底使用的闭环。

  肖子牛以为,数值形式的展开是真实的“十年磨一剑”,需求一代代人锲而不舍地坚持做下去。“在使用范畴,世界上做得最好的欧洲中期数值气候预告中心就有很好的传统,他们一向在坚持做。所以安全意识到,方向一旦确定了,就不能总改变。”

  30多年未曾改动的“赤色基因”换来的是试验室科研实力的日新月异、世界位置的稳步上升

  试验室自主研制的形式参加了每次世界耦合形式比较计划,效果被每次联合国政府间气候改变专门委员会(IPCC)评价陈述所引证,大大提升了我国在气候模仿和预估范畴的世界影响力;

  在气候动力学研讨范畴,试验室获得了一批在国内外有严重影响的原创性研讨效果,部分效果直接使用于国家级事务,科研效果在严重灾害性气候气候事情及国家防灾减灾作业中发挥了重要效果;

  试验室为国家培育和输送了大批气候形式研制、气候模仿和气候研讨人才,试验室成员在许多世界学术组织担任主席、执委等重要职务,在严重世界科学计划的制订上从前期的参加、跟随提升到直接参加决议计划

  通过30多年的展开,大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室已成为在气候形式研制和气候模仿研讨范畴具有重要世界影响力、在青藏高原和季风气候动力学研讨范畴世界抢先的研讨组织。

  “现代气候学研讨的一个重要开展便是提出了气候体系的概念,也便是把大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈等5个圈层作为一个全体,从多圈层相互效果的视点,来研讨曩昔和现代气候的改变规则和机理,猜测和预估其未来改变。”周天军说,“而数值模仿、理论研讨、观测研讨,便是支撑现代气候学研讨的三大手法。因而,大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室的定位既掌握住了世界科学前沿,又杰出了数值形式这一支撑前沿科学研讨的柱石。”

  大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室副主任、中科院大气所研讨员段晚锁从事可预告性研讨。他和他的团队发现,近年来厄尔尼诺现象产生的频次比较多,尤其是中太平洋厄尔尼诺现象频频产生,跟以往的形式比较产生了改变,他们想要研讨厄尔尼诺的多样性问题。“安全跟国家气象部门沟通后了解到,我国在这一范畴的预告体系简直为零,所以安全就自己研讨出了一个办法,想要使用到事务部门。”段晚锁向《我国科学报》介绍说。

  可就在这时,段晚锁团队遇到了一个难题,他们不能把这一套办法高效率地核算出来,这意味着这一我国原创的办法无法广泛地运用到杂乱的形式体系中去。

  “得益于试验室四个方向有用的穿插协作,试验室流体力学团队很快参加进来,使用他们的特长,研制出一种比较高效的算法。”段晚锁说,终究,试验室协助国家成功树立了厄尔尼诺多样性的猜测体系,现在在国家海洋局海洋二所、国家气候中心都有使用,这一办法也在世界上得到了好评。

  中科院大气所研讨员黄刚是“半路出家”,因为研讨爱好,在上一个评价期才转进试验室。来到试验室后他发现,各个方向的科研人员都有时机展开安闲探究,全国的青年科学家也乐意来试验室进行沟通,磕碰学术火花,黄刚深感“敞开、民主、容纳的学术气氛吸引着我”。

  这种看似宽松安闲的环境其实是试验室历届领导班子有意识培育的效果。在上世纪90年代,为了加强学术沟通,时任主任吴国雄在中关村的一座两层小楼里架起了黑板,每周三就会放一点茶水、咖啡之类,让年青人去沟通思想。国外学者通过北京时,也常常被拉进来给安全讲一讲。“学术气氛稠密了,对错就少了,安全这个事务沟通的传统一向坚持到了今日。”吴国雄说。

  在一届届试验室领导班子的带领和一切试验室成员的一起努力下,大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室在1988年、1992年、1996年、2000年、2005年、2010年、2015年的国家评价中,接连七次获得“优异”的好成果,成为国家重点试验室中的一个模范。

  但他们并不拆阅于此。“在试验室的未来规划中,安全将在坚持数值形式展开和使用的层出不穷,进一步稳固根底研讨优势,拓宽穿插学科研讨,以科学立异和国家需求为引领,更好地拆阅国家防灾减灾和应对气候改变的严重需求,为社会经济可持续展开和国家安全供给科技支撑。” 肖子牛说。

  大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室(英文缩写LASG)树立于1985年,同年9月正式对外敞开,1989年晋升为国家重点试验室。在试验室历任主任的领导下,LASG成为蜚声国内外的大气科学和地球流体力学研讨组织,并在1988年、1992年、1996年、2000年、2005年、2010年、2015年的国家评价中,接连七次获得优异(其间2005年为免评获优)。

  LASG于1990年被国家计委和中科院颁发先进集体称谓,1994年获国家计委金牛奖,2004年获科技部“国家重点试验室计划先进集体”(金牛奖),2011年获科技部“十一五”国家科技计划履行优异团队奖。

  依据国内外学科展开趋势和国民经济建造的需求,以及常识立异时期对国家重点试验室的新要求,试验室当时的首要研讨方向为:地球气候体系形式的研制与使用;气候气候动力学理论、气候体系改变规则及其反常产生机制;气候气候可预告性、气候猜测的新理论和新办法;地球流体微观演化规则和机理。

  试验室的研讨方针是展开功能优异的地球气候体系形式;从地球体系圈层相互效果的视点动身,提醒全球和东亚气候改变的内涵动力、热力机制以及外在影响要素;在气候气候动力学、气候气候可预告性研讨以及地球流体力学范畴获得原创性效果,为我国气候猜测和应对气候改变供给理论依据。

  在30多年的前史中,大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室共产生了五位试验室主任。在采访进程中,无论是现任主任仍是上一任主任,他们都有一个一起的感触,那便是在这个试验室里当主任,“压力山大”。

  从1988年开端,在每次的国家重点试验室评价中,大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室的成果一向是“优异”,成为地学范畴两个获此荣誉的试验室之一。

  大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室前主任、中科院大气物理研讨所研讨员王斌是在新千年接过试验室主任一职的,他的两位上一任中科院院士、国家最高科技奖得主曾庆存和中科院院士吴国雄都是大气科学范畴德高望重的闻名科学家。

  “曾先生创建了试验室,吴先生将试验室发扬光大。怎么保住长辈的果实,让试验室一向在大气科学范畴坚持领头羊的位置,是我首要考虑的问题。”王斌说。

  进入21世纪,大气科学的展开越来越快。在早年,从IPCC第1次评价陈述到第4次评价陈述近20年间,来自中科院的气候体系形式支撑着我国参加气候模仿和预估范畴的世界竞赛;而在第1到第3次耦合形式世界比较计划中,中科院的形式也是仅有来自展开我国家的形式。

  而到了2013年,IPCC第5次评价陈述发布,引证了第5次耦合形式世界比较计划。参加此次比较计划的形式全球共有35个,而我国就占到了6个。

  周天军以为,从中科院一家独大,到中科院、部委和高校一起参加的格式,阐明我国的形式研制部队正在敏捷扩展。

  王斌感到,假如要让大气科学和地球流体力学数值模仿国家重点试验室这支“老牌劲旅”持续发挥引领效果,就要在试验室内部推广一系列变革。

  例如,他进一步清晰了试验室办理标准,将吴国雄在任期间提出的学术秘书准则持续发扬光大,协助科研人员从杂事中解放出来、悉心致研;他还将试验室每年的学术年会办成了品牌,约请各界专家参加,打响知名度。

  在2015年接任试验室主任后,肖子牛所面对的不仅是国内同范畴“后起之秀”的竞赛,更要去应对越来越剧烈的世界竞赛。

  “形式是贯穿整个大气科学的中心竞赛力,近年来,各个国家都在推出不同的计划。”肖子牛说,“想要从强手中包围,就要寻觅自己的利益。”

  他想到的是在高分辨率形式上进行打破。数值形式需求描绘每个点上的气候、温度、风、降水演化状况,分辨率越高,描绘得就越精密。“安全现在的气候体系数值形式可以做到30~50公里的分辨率,未来安全想进步到公里量级。假如安全可以树立全球 公里级云/涡可辨的超高分辨率形式,展开出更适合我国杂乱下垫面的特征参数化计划,就可以极大进步极点气候气候事情模仿和猜测才能,完成气候气候的无缝隙猜测。”

  可是,分辨率越高,就意味着核算量越大,差错堆集越快,理论、算法等都需求进行改善。所以,近年来肖子牛带领试验室科研人员与核算机范畴密切协作,在与核算机先进技术穿插融合上花了许多力气。

  “安全期望着有一天,安全能用一个数值形式,去描绘一朵云的改变,提醒更多气候体系演化的奥妙;更期望能精确预告出每一个强风暴的气候进程,并可以持续代表国家,赢得更多世界商洽的筹码。”肖子牛终究说。(丁佳)


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