北辰西路華嚴里40號，北京繁華鬧市中一處安靜的院落，寫有“中國科學(xué)院大氣物理研究所”字樣的門牌并不太顯眼。記者此行要探訪的大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點實驗室（LASG），就位于這座院落深處一棟灰色6層小樓里。
“大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬”這一串離日常生活有些遙遠的詞匯，平添了LASG在普通人眼里的神秘色彩。而在LASG主任陸日宇研究員看來，他們所做的大氣科學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，對于國計民生有著非常重要的現(xiàn)實意義。
“我們的工作可以概括為兩個部分，研究氣候變化、異常的機理和發(fā)展氣候系統(tǒng)模式，為我們國家乃至整個世界的天氣、氣候變化的預(yù)報預(yù)測提供先進的理論、方法以及手段。”陸日宇介紹說。
氣候變化的模擬和預(yù)測，簡單說來就是在對大氣動力和物理過程研究基礎(chǔ)上，通過對以往氣象數(shù)據(jù)的診斷分析，構(gòu)建并不斷修正出一個接近于實際情況的模型，然后用這一模型預(yù)測出將來某段時間的氣候變化。
作為基礎(chǔ)研究單位，LASG并不直接向公眾提供天氣或氣候預(yù)報信息，但每年都要參與到國家氣候中心的氣候預(yù)測工作當(dāng)中，將他們預(yù)測的結(jié)果提供給相關(guān)部門。“比如我國每年汛期的降水情況、冬季干旱情況，都需要提前三五個月進行預(yù)測預(yù)報。當(dāng)然，從科學(xué)理論上，這種預(yù)報不可能像短期天氣預(yù)報那樣準確，但我們可以提供趨勢性的分析，從而對政府部門的決策產(chǎn)生指導(dǎo)性作用。”
工欲善其事，必先利其器。在采訪實驗室主任之前，LASG黨支部書記王軍帶記者參觀了實驗室的科研裝備。和其他實驗室不太一樣，這里沒有燒杯、酒精燈、顯微鏡，也沒有琳瑯滿目的各式高端儀器。走進大氣所計算中心大門，機器運轉(zhuǎn)的轟鳴聲立馬淹沒了人聲。站久了，就感受到一絲明顯的涼意。為保證如此多的計算機設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，對機房的溫度、濕度都有著很高的要求，需要常年保持24攝氏度左右的恒溫。
在這間200平方米的房間里，緊湊地放置著數(shù)十臺高約2米的機柜組成的大型計算機系統(tǒng)。一臺臺體格“高大”的立柜式機箱內(nèi)，指示燈一閃一爍，內(nèi)部海量的數(shù)據(jù)正通過眾多光纖的連接實現(xiàn)著高速交互計算。
“我們做的是數(shù)值模擬，大部分工作是在大型計算機上模擬大氣和海洋的運動，主要的實驗設(shè)備就是大型高速計算機，其計算速度和存儲能力很大程度上影響著實驗室的研究水平。除依靠實驗室自身的設(shè)備外，我們還借助‘天河一號’超級計算機開展了很多研究。”王軍介紹道。
用計算機做數(shù)值模擬進行天氣預(yù)報始于1950年，當(dāng)時美國科學(xué)家恰尼等利用準地轉(zhuǎn)模型在計算機上成功地制作出第一張數(shù)值天氣預(yù)報圖。此后，隨著高速大存儲量計算機的發(fā)展，數(shù)值天氣預(yù)報進入日常預(yù)報業(yè)務(wù)，而數(shù)值模擬則成為研究大氣的重要手段，氣象科學(xué)也因此從傳統(tǒng)的描述性學(xué)科轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕾囉诂F(xiàn)代數(shù)學(xué)、物理方法的半工半理學(xué)科。
談及LASG近年來的發(fā)展，陸日宇說，實驗室研究人員以氣候問題的基礎(chǔ)研究為核心，瞄準國際前沿，結(jié)合國家重大需求，在氣候系統(tǒng)模式發(fā)展與應(yīng)用、天氣氣候動力學(xué)、天氣氣候可預(yù)報性，以及地球流體力學(xué)領(lǐng)域開展了系統(tǒng)性研究，取得了一批原創(chuàng)性成果，為國家防災(zāi)減災(zāi)和提高我國在本領(lǐng)域的國際影響力和地位作出了突出貢獻。“我們一直參與聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）氣候變化模擬與預(yù)估研究。在科技部組織的國家重點實驗室評估中，LASG連續(xù)六次被評為‘優(yōu)秀’。”
氣候系統(tǒng)模式是研究多圈層相互作用，開展氣候預(yù)測和氣候變化預(yù)估的重要工具。LASG通過自主創(chuàng)新和“引進—理解—應(yīng)用—改進”相結(jié)合，在原有模式GOALS的基礎(chǔ)上發(fā)展了“靈活”的全球“海洋—大氣—陸面—海冰”完全耦合的、“非通量訂正”的氣候系統(tǒng)模式FGOALS。
FGOALS模式不僅廣泛應(yīng)用于過去氣候再現(xiàn)、未來氣候預(yù)測和預(yù)估、氣候系統(tǒng)中能量水分循環(huán)、陸地生態(tài)過程等熱點科學(xué)問題的研究，還積極參與了耦合模式比較計劃（CMIP）、古氣候模擬比較計劃（PMIP）、20世紀氣候模擬（C20C）等一系列國際模式比較計劃，為國際上相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)認識的加深作出了直接貢獻，同時擴大了中國在數(shù)值模擬研究領(lǐng)域的國際影響。
LASG取得的過硬研究成果使得中國在國際氣候變化研究領(lǐng)域扮演著日益重要的角色，從過去的參與向主導(dǎo)邁進。陸日宇認為，其中一個突出的表現(xiàn)是，近年來在氣候變化領(lǐng)域的國際學(xué)術(shù)組織中，中國學(xué)者逐漸開始擔(dān)任重要職位。
2007年，LASG吳國雄院士當(dāng)選國際氣象和大氣科學(xué)協(xié)會（IAMAS）主席。這是IAMAS成立70多年來，第一位來自亞洲的主席。2011年，LASG李建平研究員當(dāng)選為IAMAS下屬的國際氣候委員會（ICCL）執(zhí)行秘書長。
LASG科學(xué)家在國際上發(fā)起“亞洲季風(fēng)年”（AMY）研究計劃，獲得“世界氣候研究計劃”（WCRP）批準，共有23個國家和地區(qū)相關(guān)研究項目參與其中。“我們要力爭將LASG建設(shè)成為國際一流的大氣科學(xué)研究中心和人才培養(yǎng)基地，并在重要的國際研究計劃中發(fā)揮越來越重要的作用。”面對實驗室未來的發(fā)展，陸日宇和實驗室成員們信心滿懷。
