作者:高雅丽 来源:中国科学报 发布时间:2017/12/4 9:54:26
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中科院大气所:打造国际一流大气科学研究基地

 

①大气所所长朱江


 

②曾庆存(左三)获IMO奖


 

③地球模拟器原型机


 

④大气所园区

■本报见习记者 高雅丽

作为中国现代史上第一个研究气象科学的最高学术机构,中科院大气物理研究所(以下简称大气所)起源于1928年著名气象学家竺可桢先生创立的国立中央研究院气象研究所。新中国成立初期大气所建立了我国天气预报业务,开始东亚大气环流和季风理论研究;20世纪50年代开拓云物理研究,提出数值天气预报和方法;60年代发展空气污染气象学,70年代开展和应用卫星气象学、大气遥感理论和探测技术研究;80年代开展气候数值模拟和预测研究;90年代提出全球气候与环境变化,创立自然控制论;进入21世纪,发展地球系统模式、大气灰霾和亚印澳太季风系统……目前已发展成为涵盖大气科学领域各分支学科的大气科学综合研究机构。

大气所所长朱江对《中国科学报》记者说:“大气所作为从事大气科学及相关领域研究的国家队,以建设国际一流的大气科学研究基地为目标,积极为我国防灾减灾、环境保护、生态建设、工农业生产、人民生活等作出基础性、战略性和前瞻性的创新贡献。”

大气科学“国家队”

从大气所建立至今,已经有了八十多年的历史。“现在大气所已经形成6个主要研究方向,包括地球系统模式发展与全球气候变化研究,大气化学、大气环境变化及其预测机理研究,东亚季风气候系统动力学研究与气候预测,中层大气过程与大气遥感研究,高影响天气的物理、动力及可预报性研究以及全球及区域气候环境变化集成研究与有序适应。”朱江介绍道。

天气预报、大气污染指数等与普通百姓日常生活息息相关的预测预报,都离不开大气科学发挥的作用。朱江说:“例如暴雨、高温、寒潮等高影响天气事件,我们将加强外场观测实验,研究适合我国降水的云过程微物理参数化方案,发展强对流天气预报相关的新方法。”

经过八十多年的建设,目前大气所开展了地球系统模式研发以及我国气候预测、极端天气预报研究。自20世纪80年代以来,大气所就一直致力于气候模式和生态环境系统模式的研制,由物理气候系统模式“飞跃”到地球系统模式。

朱江说:“地球的变化是作为整体进行变化,例如水是一个循环,落到地上的水是通过海洋蒸发得来的,如果想预报一个月之后的降雨,就需要知道海洋的状况,因此需要将地球作为一个整体进行研究。”

大气所先后开创了我国现代气象预报业务、青藏高原气象学和东亚大气环流理论、人类活动与全球变化等领域,为我国重大天气和气候灾害预报、人工影响天气、应对气候变化、大气环境预报和控制,以及“两弹一星”、载人航天发射等作出了重大贡献。

2008年北京奥运会期间,大气所研制的国际上首个空气质量多模式集合预报系统就被选定为北京市奥运空气质量业务系统,准确预报了北京空气质量及演变趋势,同时为上海世博会、广州亚运会、北京APEC会议空气质量提供科技支撑。

除此之外,大气所与政府、高校、业务部门、企业等单位开展紧密的科技合作,致力于产学研结合和科技成果转移转化,在环境监测、预测预警、天气预报、气候预测、防灾减灾等方面提供科技保障。

当前,大气所设有2个国家重点实验室,4个中国科学院重点实验室,在河北香河、兴隆,安徽淮南、吉林通榆、甘肃敦煌等地设有野外观测站,长年进行天气、气候、环境的综合观测。

创新机制吸引各方人才

大气所是国务院学位委员会批准的首批博士、硕士学位授予单位,在朱江看来,“包容、自由”的学术氛围,正是大气所吸引人才、不断向前发展的关键之一。

现在大气所有中国科学院院士6人,第三世界科学院院士1人、欧亚科学院院士2人,先后有21人获得国家杰出青年基金资助,约占全国大气科学杰青总数的一半。

朱江大学的专业是数学,后来又到大气所进行博士后研究,他说:“大气所培养了我,我个人的经历也是大气所兼容并包的一个缩影,大气学科有较为广阔的胸怀,有很多来自其他学科背景的人,作一些自由开放、有交叉性的研究,对大气学科的发展也会起到很好的推动作用。”

大气所还建立了青年科学家实验室,为表现突出、有发展潜力的青年科技人才搭建创新平台。所里对实验室给予经费支持,实验室可以自主组织学术交流、开展学科战略研究。“学术报告制度”是大气所一直传承的制度,每个课题组都定期召开组会,平等交流、大胆质疑,进行学术交流和讨论。

“大气所培养了很多气象大家,从竺可桢、赵九章到叶笃正、曾庆存先生,大师很多,老先生一直教育我们要多做少说,不要瞎忽悠。”朱江说,“这里学术民主做得比较好,大气所是一个很好的舞台。”

在这种学术氛围和人才培养模式下,大气所在科研方面取得累累硕果。大气所作为国内唯一一家同时自主研发大气、海洋和耦合模式的研究机构之一,研发的新版本FGOALS2以及地球系统模式的初始版本FGOALS-ESM,参与了第五次国际耦合模式比较计划。

过去五年,大气所的SCI论文产出以及被引频次位列大气科学领域国内机构首位,论文产出与影响力越来越接近国际大气领域领先机构。2013年,吴国雄院士“青藏高原动力和热力强迫对亚洲夏季风爆发和气候形成的影响”获陈嘉庚地球科学奖;2014年,“气候预测的若干新理论与新方法研究”成果荣获国家自然科学奖二等奖;2016年,曾庆存院士荣获世界气象组织最高奖IMO奖。

“十三五”实现跨越式发展

中科院和北京市在怀柔科学城将布设六大科学中心,大气所牵头的国家“十二五”重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”以及“十三五”科教基础设施项目“京津冀大气环境物理和环境交叉研究平台”即位于大气环境科学中心。

朱江说:“大科学装置‘地球系统数值模拟装置’是怀柔科学城北京综合性国家科学中心的重要建设内容,‘京津冀大气环境物理和环境交叉研究平台’为‘地球系统数值模拟装置’提供所需的大气物理和化学参量,支撑北京市大气复合污染的防治。”

“地球系统数值模拟装置将重点研究界面上的大气科学,我们利用建立数学模型的方式,在计算机里进行相互作用。地学不能重复精确的实验,因此数值模拟在科学研究里成了新的手段,我们称之为‘第三范式’的研究。”朱江说。

随着大气学科的迅速发展,国内相关高校都开设了相关专业,朱江坦承,“这的确对大气所造成了一些影响”。但是,“大气所的学术科研成绩处于标杆地位,未来我们也将不断改进人才培养模式,充分发挥大气所的优势。”朱江说。

“十三五”期间,大气所将使主干学科方向达到国际先进水平,高水平人才引进和培养全面提高,拥有一批有相当国际影响力的高水平科技领军人才,研究生的培养质量进一步提升。

朱江说:“天气预报水平的提高,是一个缓慢的、很难看到突变的东西,从20世纪50年代做天气预报以来,每十年可以让天气预报的时效延长一天。因此大气所将聚焦于区域高精度大气环境动力学预测系统研制与应用、气候系统动力学与气候多时间尺度预测和地球系统模式发展与全球气候变化三个方向上,解决一批面向我国经济和可持续发展的重大关键核心科技问题,力争产出具有标志性意义的重大原创成果。”

《中国科学报》 (2017-12-04 第5版 创新周刊)
 
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