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    探寻“大气”的奥秘（走进优秀国家重点实验室）
    ——记大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室

    日期 2005-11-24　  来源：人民日报　  作者：赵亚辉　 【大 中 小】　  【打印】　  【关闭】

    图为实验室的研究生正在与老师讨论学术问题。 　　“大气是神秘的，大气是威力巨大的，我们人类生活在‘大气’中，但是对于它的了解还远远不够！”确实如此，不久前的“卡特里娜”飓风就让人记忆犹新，它给地球上最发达的国家造成了重大人员和财产损失；那之后不久，在中国东南沿海登陆的“云娜”台风也造成了重大危害…… 　　“我们实验室研究的目标，就是要逐渐揭开‘大气’神秘的面纱。”大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室主任王斌研究员告诉记者。 　　气候、环境变化问题是当今世界各国普遍关注的重大问题，而大气作为我们赖以生存的环境的重要组成部分，也是地球流体最重要、最基本的组成部分之一。由于受自然界中许多复杂作用过程所控制，如果对大气问题不进行高性能数值计算，是难以得到正确的认识的，更无法真正解决一些与气候变迁、环境污染等有关的主要实际问题。“因此，研究大气的一个主要方法就是进行数值模拟，这正是我们一直在做的工作。” 　　连续四次优秀获得免评资格 　　大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室（英文缩写LASG）依托于中国科学院大气物理研究所，成立于1985年，是中国科学院首批边建设、边开放的实验室之一，创建者是以国际著名的气象学家曾庆存院士为首的老一辈科学家。经过几代人的不懈努力，LASG从白手起家，通过艰苦创业发展成今天的在国际上有重要影响的大气科学和地球流体力学研究中心和人才培养基地。 　　过去20年中，LASG不仅取得了丰硕的研究成果，而且培养了一批优秀科研领军人才，有3人当选中科院院士，7人获得国家杰出青年科学基金，5人入选中国科学院“百人计划”等。在过去4次由国家发改委（原国家计划委员会）、科技部和自然科学基金委员会联合组织的国家评估中，LASG成为全国仅有的两个连续4次获得优秀的国家重点实验室之一。尤其在2000年的最近一次国家评估中，LASG荣居地学口榜首。2004年年底，LASG被授予“国家重点实验室计划先进集体”称号，并获得金牛奖。在今年的国家评估中，因LASG连续4次获得优秀，获得了免评资格，自动进入优秀行列之中。 　　“我们搞研究，主要依靠巨型计算机，其计算速度和存储能力很大程度上决定了与世界先进国家的研究水平的差距。”在实验室成立初期，虽然各方面条件都很欠缺，但是在“就是卖掉裤子也要买计算机”精神的感召下，各项研究迅速开展起来。随着国家投入的加大，科研环境有了很大的改观，LASG的计算机有了三代的更新，并一度在第二十一届全球超级计算机TOP500排名第九十八位（2003年6月）和首届中国高性能计算机TOP100排名第四位（2003年11月）。 　　了解预测气候系统的变异 　　根据我国现代化建设的要求和国际科学发展的趋势，LASG在创建初期就确立了“促进大气、海洋和环境科学等多学科间的互相渗透，解决国计民生的重大和综合性问题”的宗旨，致力研究天气和气候动力学理论，掌握天气、气候系统变化规律及其异常的发生机制，进行数值模拟并发展模块化数值模式系统，为提高预测能力，预防和减轻天气、气候灾害，合理利用气候和水资源提供新理论新方法。 　　“了解并预测气候系统的变异，是气候科学中最重要的中心课题和任务。”LASG学术委员会主任吴国雄院士告诉记者，LASG自成立以来一直瞄准世界先进水平，取得了一批具有中国特色的重要研究成果，其中相当部分已处于国际先进水平。截至2003年底，实验室共承担国家级项目和省部委项目等178项，在国内外核心刊物发表论文共1330篇，专著29部；共获国家级奖9项，中科院及省部级奖25项，其他奖励73项。 　　在国际上，LASG率先以海气耦合模式为基础，设计出完整的跨季节气候预测系统，并成功地应用于预测实践，取得瞩目的成果。它作为中国乃至发展中国家惟一的模式参加了国际耦合模式比较计划，模拟的人类活动对气候变化影响的结果多次被政府间气候变化委员会科学评估报告所引用，并被世界各国科学家参考。这表明LASG气候系统模式已与美国、英国、德国、日本等发达国家的模式水平相当。 　　而且，在2003年，在全球139个项目参加的国际IT业大奖评选中，关于LASG气候模式研究的案例击败了俄罗斯科学院、美国匹兹堡超级计算中心等国际著名学术机构，为中国科研机构首次摘得桂冠。 　　研发中国暴雨数值预报系统 　　中国暴雨所带来的涝灾、洪水等造成的损失年均约为200亿元，因此在一天或两天前准确预报出暴雨出现与否对于蓄水与防灾减灾的决策有重大意义。通过资料诊断、理论分析、暴雨模式发展及数值模拟等方面，LASG对中国暴雨的天气气候特征、暴雨发生机理、暴雨预报模式进行了系统的研究，发展研制出中国的暴雨数值预报系统。 　　这套系统技术难度大，具有创造性，是国内第一个达到实时业务预报要求的暴雨预报模式，填补了国内的空白，已在国内从事气象、水文、环境和军事等20多家科研和业务单位得到了较广泛的应用，研究领域包括暴雨模拟预报、水情预报监测、环境污染研究、飑线等中尺度系统研究、台风暴雨研究等，是我国从事暴雨等中尺度研究和预报的主要工具之一，为防汛工作作出了重大贡献，取得明显效益。同时，该模式还被巴基斯坦、叙利亚、斯里兰卡、泰国等国外一些机构使用，效果良好，扩大了国际声誉。 　　此外，LASG一直在不断更新和改进自己设计的气候系统模式，而且这些模式确实为提高预报技巧和减轻天气、气候灾害提供了帮助。多年的实践表明，该模式系统的预测技巧稳定，其预测结果每年均参加国家汛期预测会商，并被广泛推广使用，已成为国家业务气候预测非常重要和有益的参考，为国家汛期业务预测做出了重要贡献。自从20世纪90年代以来，LASG自己设计的气候系统模式在中国夏季降水短期气候预测和厄尔尼诺预测中已扮演着越来越重要的角色，在中国防灾减灾中的重要作用日益突出。