作者:郝俊 来源:科学时报 发布时间:2011-1-11 9:57:10
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记东亚与西太平洋气候变异机理与预测创新群体
 
21世纪全球变暖已成定论,然而围绕其形成原因和未来影响展开的争论,则一直持续至今。与此同时,国际学术界掀起了气候研究热潮却是不争的事实。
 
“我们捕捉住了国际气候科学研究的好机会。”中科院大气物理研究所“东亚与西太平洋区域气候变异机理与预测理论”创新研究群体的两位学术带头人——中科院院士吴国雄与刚刚任职期满的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一致认为,群体的诞生恰逢其时。
 
科学前沿结合国家需求
 
2002年,国家自然科学基金委员会正式立项资助吴国雄和王斌领衔的创新研究群体。在两位学术带头人看来,气候研究的学科前沿与国家现实需求相结合,自然促成了群体的形成。
 
与描述大气浓度、预测降水概率等传统气候研究不同,现代气候动力学从能量的角度切入,研究与海洋、陆地、海冰和生态等密切关联的气候系统。由此,“全球变化带来的气候影响”成为国际上的研究前沿。
 
另一方面,我国地处副热带东亚区域,气候变化大导致气候灾害出现频率高,气候异常带来严重损失。因此,提高气候灾害预测能力是国家的迫切需求。
 
该群体成员在立项申请时指出,由于青藏高原的影响、东亚季风区海陆气相互作用的复杂性等,世界各国的模式对东亚气候的模拟都不理想,“这个任务责无旁贷地落在我们的肩上!”
 
依靠多年来在气候动力学、计算和理论地球流体力学、气候模式设计、气候预测与可预报性研究等方面打下的坚实基础,该群体提出了主要奋斗目标:研究东亚气候变化的物理过程和动力机制;建成我国特色的模块化耦合气候系统模式;改善东亚区域夏季降水的跨季度预测。
 
气候系统模式发展、气候动力学和气候可预报性研究构成了创新群体的三大研究方向,而科学目标的攻克则需要三方面的密切配合与交叉。
 
以气候系统模式的发展为例,它本身是气候动力学研究以及气候预测的重要工具,同时其模拟性能的改善也需要对物理过程的理解,并通过应用全面了解模式的各方面性能。
 
“模式发展交叉性很强,需要从事气候动力学与气候预测的研究人员与模式发展研究人员精诚合作,相互促进。”吴国雄强调了创新研究群体科学基金对提高团队攻关能力起到的巨大作用,“它为我们气候模式的发展提供了一个交叉、合作的重要平台,无疑推动了模式的发展。”
 
打造全球气候的中国模式
 
作为实验室一直以来的发展重点,气候系统模式是最具特色的研究成果之一,其研究发展而成的“中国模式”参加了政府间气候变化专门委员会(IPCC)的历次评估,是参加评估的全部近30个全球气候系统模式中唯一来自发展中国家的模式。
 
此外,该群体的模式还参加了古气候模拟比较、大气模式比较、耦合模式比较、20世纪气候模拟、水球试验等一系列国际模式比较计划。
 
王斌介绍说,模式是基于对气候系统的认识而建立起来的一个大规模软件程序模型,目的是用于研究气候变化机理,预测未来变化。模式是否准确,需要看模拟的过去气候(如20世纪气候)及其变化与观测资料的一致性,如果符合得较好,那么对未来的预测和对气候变化机理的研究才具有可信度。
 
基于气候研究与预测对气候系统模式的迫切需求,发达国家纷纷投入巨资发展,其水平高低甚至已经成为衡量国家地学综合实力的重要标准之一。
 
在团队成员的努力下,“中国模式”经历了四个关键阶段,不断进步。从单独的大气模式和海洋模式,到海气耦合模式,再到将大气、陆地、海洋和海冰等耦合起来的气候系统模式,如今已发展为可以多模式选择的集成气候系统模式。实现了由物理气候系统模式向地球系统模式的阶段性过渡,增加了碳循环模块,发展了气溶胶模式和动态全球植被模式。
 
在该模式不断取得进步的背后,是一支由气候研究领域精英科学家组成的科研生力军。创新研究群体的14位核心成员中,包含吴国雄和穆穆两位中科院院士,王斌、王会军、朱江、李建平、陆日宇、刘屹岷、穆穆7位国家杰出青年科学基金获得者,杰青人数超过全国大气科学领域杰青总人数的四分之一。
 
在这个培养尖端人才的“炼钢炉”中,群体多名成员已在国际大气科学领域中发挥着重要影响,从以往国际重要学术组织或研究计划的积极参与者,逐渐发展成为现在的决策者。
 
吴国雄于2005年起连续当选世界气候研究计划(WCRP)联合科学委员会(JSC)常委,并于2007年当选为国际气象和大气科学协会(IAMAS)主席,成为IAMAS成立70多年来第一位来自亚洲的主席。王斌于2006年成为世界气象组织(WMO)大气科学委员会(CAS)委员,2008年成为世界气候研究计划(WCRP)耦合模式工作组(WGCM)委员。
 
创新群体还联合国内相关“973”项目,在国际上发起“亚洲季风年(AMY)”研究计划,并由李建平担任国际项目办公室主任。该研究计划的实施提高了我国开展亚洲季风前沿研究的能力。
 
“群体稳定了一批人才,让大家能够安下心来潜心研究。围绕着明确的共同目标,把气候动力学和气候系统模式研究双方的力量团结起来,协同工作。”王斌认为科研精英的涌现,创新研究群体的资助功不可没。
 
吴国雄认为,团队中老中青三代结合,很好地处理了学术继承与创新的关系。同时,物理机制、模式发展与气候预测三项研究能够得以互相推动。
 
德先生和赛先生是一体的
 
按照各自不同的科研方向,群体成员分成3组,分别主攻“海陆气相互作用与东亚季风”、“耦合气候模式及其评估”和“气候预测理论与方法及可预报性”。
 
虽然分成了3个组,但是每一个成员都了解其他小组和成员的工作。吴国雄说,群体项目很重要的一个方面,就是要在一种民主的科研文化氛围中,互相切磋交流,在碰撞中激发出新成果。
 
王斌对此深有体会,他说:“为了开阔思路,我们经常请国外学者来作报告。到了夏天,学术交流活动通常是上下午排着队。更重要的是,我们群体倡导要允许争论,不要报告完了大家都说好,而是要明确指出不足,直到将一个问题讨论清楚为止。这样对大家的启发性都很大。”
 
吴国雄对团队科研中的民主氛围有着更深的思考,他认为这其实是一种科学文化。“我想德先生和赛先生应该是一体的,科学上如果没有民主,那就完蛋了。”吴国雄说,“这个实验室里头没有权威!年轻人接触面广,掌握最新的信息,对老同志来说,能够保持吸取营养很重要。”
 
而民主也落实在管理机制上,实验室针对群体项目专门制定了管理规定。王斌介绍说,作为学术带头人,我们要管好三个课题组长,同时,作为课题组成员,我们又被三个课题组长管。
 
而对“科学与民主一体”的理解,吴国雄认为是自大气所赵九章、叶笃正等老一辈科学家起,便遗传下来的优良传统和严谨学风。
 
“故步自封,老子天下第一,那最后就没有什么活力了。”吴国雄指出了该创新群体作为“炼钢炉”最为重要的成功因素,“有科学和民主的地方,个人成长才会很快。”
 
而这些特质也自然影响到了实验室中的年轻学子,在与群体成员老师共同研究中感受到的“熔炉”氛围激发出学生们强烈的进取心。“我们实验室有一个奇怪的现象,导师常常劝学生要多睡觉,劝他们不要熬夜,要注意身体。”吴国雄说,“进入这个氛围,学生自然就希望自己的工作能够做到NO.1(第一名)”。
 
采访中,吴国雄还向记者解释了他所理解的“聪”,他说学术研究就是要多用“耳”听取他人意见和信息,然后经过自己“心”的思考,只有这样才算是聪明。
 
《科学时报》 (2011-01-11 A3 创新群体巡礼)
 
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