作者:潘希 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/10/19 14:07:25
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十九大代表风采
吴统文:十年打造“国产”气候模式

2016年被授予中央国家机关优秀共产党员并参加表彰大会


2017年8月给国家气候中心支部委员及处级以上干部上微党课

 

吴统文爱笑,厚厚镜片后的眼睛,总是笑得像一弯月牙。

不过,一点开滚动着代码的屏幕,这双眼睛立马放光,这些字符在他眼中仿佛宝物一般。

他就是十九大代表、国家气候中心气候模式室主任、博士生导师。他被同事们称为让“国产”气候模式亮相国际舞台的功勋人物。他用十年时间,自主研发了第二代气候系统模式BCC_CSM,他也受到了国际同行的认可和赞誉。

他为“模式”而生

学数学出身的吴统文,在模式研发上有着很深的功底,但取得成就更多地是因为他的脚踏实地和坚持。

地球的气候系统是一个由大气、海洋、冰、生物和陆地构成的系统,非常复杂。它们不但受外界影响,而且也会发生相互作用。吴统文所做的气候模式,就是编写包含上万条方程组的复杂程序,再通过巨型计算机进行运算,对未来气候变化趋势做出预测。

2005年,吴统文接手BCC-CSM模式研发工作,从原先只考虑大气环流,转变为耦合了气溶胶、大气化学、海冰、海洋、陆面过程等多种模式,能够较为准确地把握未来气候。

虽然“调模式”三个字就能在很大程度上概括吴统文的日常工作,但这一过程却有着常人无法想象的枯燥和困难。他不仅要学习研究影响气候预测的相关科学理论,还要将它们变成能够运转的代码,再从代码中寻找出能够让气候预测更准确的蛛丝马迹。

如果模式运算出现问题,他需要耐着性子倒推错误,有时可能需要一两个月,最后却发现只是上万条代码中,一个符号的输入错误。

在10平米左右的办公室里,除了自己的工位之外,吴统文摆放了一张长桌,七把椅子,一块大屏幕。再摆上几箱水,屋里再容纳不下其他东西了。每天大家都会坐在这里,讨论更改和完善代码。

十年如一日。2014年初,吴统文因带状疱疹而住院。同事去探视时,发现他竟在调试代码。同事张莉还记得那时的场景,病房里有一排床位,其他病人都安安静静地躺着,穿着病号服的吴统文则把笔记本放在床头柜上,坐在床边敲着键盘。阳光照在他的身上,他和病房显得格格不入。

虽然少有鲜花掌声,但如苏格拉底曾说的那样,世界上最快乐的事莫过于为理想而奋斗。大抵说的就是吴统文这样。

把“国产”气候模式带上国际舞台

“如果闭关自守,不和别人比较,怎么能了解自身的优势和不足?”刚接手BCC_CSM研发时,吴统文就这样想。

那时,第一代海气耦合气候模式BCC_CM已经取得了一定的成绩,并投入气候预测业务应用。但在国际上几乎没有知名度。与此同时,国外模式发展非常迅速,全球的气候预报员都会依赖于欧洲等发达国家的模式产品,甚至连我国预报员,也更青睐于参考那些知名度更高的模式。

但是,国外的气候模式在中国区域往往会“水土不服”;再退一步说,如果有一天,我们收不到这些产品时,怎样才能做好气候预测呢?

这种忧患意识和民族骨气,让吴统文意识到,要使中国气候模式有长足的发展,必须要站在巨人的肩膀上再跨越一步,让世界听见我们自己的声音。

这个过程持续了近十年。吴统文在引进、消化国外核心模式的基础上,根据我国实际情况进行二次创新。第一步“取长”,就是读代码、查文献,跟上国外核心模式的思路;第二步“补短”,就要改良模式的框架和其中物理过程,使之针对东亚特点,能够做出更符合我国实际情况的气候模拟。

吴统文带领团队在动力框架创新发展、积云对流参数化方案自主研发、洋面通量算法、陆面积雪覆盖度计算等领域取得多项创新研究成果。其中提出了独特的积云对流参数化方案,这是我国科学家在模式物理过程参数化研究方面的独创工作。

从2009年开始,国家气候中心就在准备参加第五次耦合模式比较计划(CMIP5),和全球约60多个不同气候模式一较高下。5年来,作为该比较计划的联系人,吴统文带领团队在国际期刊上刊发大量论文,完成了所有任务和要求,最终位列第12,在国际上处于上游。

履职开启新征程

有了BCC_CSM模式做支撑,我国气候预测准确率不断提升。近些年,国家气候中心准确把握了2015年的南涝北旱趋势、2016年的长江中下游主雨带等。据统计,2013年至2017年,月降水和月气温预测准确率较2008年至2012年分别提高2.7%和10.7%。

同时,在国际气候变化的舞台上,我国声音越来越响。BCC-CSM模式产品为联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告的编写提供了大量的基础试验数据。

今年5月该系统的厄尔尼诺/拉尼娜预报产品正式纳入气候与社会国际研究中心(IRI)ENSO多模式预测框架,与美、日、英等国家的18个数值模式产品同场竞技,全球气候预测者可以实时查阅、参考我国的预测。

不过他并不满足于此,如今他又担任国家气象科技创新工程“次季节至季节气候预测和气候系统模式”攻关团队首席科学家。

往常天气预报重点关注两周之内,而气候预测则是从1个月后开始的,中间存在两周的“缝隙”。“缝隙填补非常难,它受天气尺度影响,因此必须在此前气候模式中考虑更多的天气影响因子。”吴统文负责的BCC_CSM模式成为参与国际“次季节至季节预测计划”11个模式中的一个,且是中国唯一。

另外,他又瞄准国际前沿,开始研发地球系统模式(BCC-ESM1.0),考虑更多的气候影响因子,模拟更为真实的气候变化。

吴统文说,作为基层党代表,他深感压力,要积极学习更好地履职。他同时感到高兴,参加十九大,可以更集中地学习中央精神,更好地进行业务指导。

他充满激情和干劲,带着气候模式研发团队,做好本职工作,为祖国赢得荣誉。

 
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