以变应变 探索不止

以变应变探索不止
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来源：《科学中国人》 2018年第22期
中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室（L A S G）成立于1985年，同年9月正式对外开放，1989年晋升为国家重点实验室。

在前4任主任曾庆
存院士、吴国雄院士、王斌研究员、陆日宇研究员的领导下，LASG成为蜚声国内外的大气科学
和地球流体力学研究机构，并在1988年、1992年、1996年、2000年、2005年、2010年、
2015年的国家评估中，连续七次获得优秀（其中2005年为免评获优），是地学领域两个获此
殊荣的实验室之一。

LA SG于1990年被原国家计委和中国科学院授予先进集体称号，1994年获原国家计委金牛奖，2004年获科技部“国家重点实验室计划先进集体”（金牛奖），2011年获科技部“十一五”国家科技计划执行优秀团队奖。

以国需为首以人才为重
根据国内外学科发展趋势和国民经济建设的需要，以及知识创新时期对国家重点实验室的
新要求，实验室当前的主要研究方向为：地球气候系统模式的研发与应用，天气气候动力学理论、气候系统变化规律及其异常发生机制，天气气候可预报性、气候预测的新理论和新方法，
地球流体宏观演变规律和机理。

实验室的研究目标是：发展性能优良的地球气候系统模式；从
地球系统圈层相互作用的角度出发，揭示全球和东亚气候变化的内在动力、热力机制以及外在
影响因素；在天气气候动力学、天气气候可预报性研究以及地球流体力学领域取得原创性新成果，为我国气候预测和应对气候变化提供理论依据。

实验室已开展的研究工作包括国家“七五”科技攻关项目、国家重大基金项目以及国际合
作等方面。

其中仅固定成员承担的研究任务有“七五”国家攻关项目课题5个,重大基金项目课题3个,自然科学基金课题6个,中国科学院重大项目课题2个。

同时,针对科学发展的前沿,并
结合我国四化建设（工业现代化、农业现代化、国防现代化、科学技术现代化）的需要,实验室经学术委员会批准共开设了研究课题58个(大部分为客座研究人员申请开设),已完成24个,都
取得了很好的成果。

目前实验室同美国、德国、意大利、澳大利亚等国家有合作研究计划5个，都在顺利执行中,有的已取得非常好的结果。

在最近一个评估期内实验室共发表论文1001篇，其中在S C I期刊上发表的文章共565篇，为上个评估期（276篇）的2倍多。

S C I论文占论文总数的56.4%，也高于上个评估期的
37.5%。

5年间，石广玉、王会军当选中国科学院院士；周天军、陈文、黄刚获得国家杰出青年
科学基金；穆穆、王斌、王会军获得“何梁何利基金科学与技术进步奖”；吴国雄获“陈嘉庚
地球科学奖”；王林获国家自然科学基金委优秀青年基金；李建平、周天军入选国家创新人才
推进计划“中青年科技创新领军人才”；吴仁广入选“千人计划”。

实验室国际学术影响力持
续提升，共有8名研究员在重要国际学术组织任职，其中包括国际科学理事会（IC SU）执行局委员、IAMAS主席、SPARC SSG委员、C L I V A R亚澳季风委员会主席等重要任职，为国际重
大科学计划的制订做出了重要贡献。

5年间，实验室毕业博士生119人、毕业硕士生33人，其中全国优秀博士论文2人，北京
市优秀博士论文1人，中科院优秀博士论文3人，中国科学院院长优秀奖7人，朱李月华优秀
博士生奖2人，为国家培养和输送了大量的青年科研人才。

实验室迄今共获国家级和省部级奖励30项，其中国家奖10项（自然科学奖二等奖3项、
三等奖3项，科技进步奖奖一等奖1项、二等奖3项），中国科学院一等奖11项（自然科学奖
6项，科技进步奖5项），多次参加各类国际模式比较计划、在大型重要国际会议上作特邀报
告、主办大型重要国际系列学术会议，在重要国际学术组织担任职务、参与国际研究计划的决
策等，使得实验室成为一个具有国际知名度的大气科学研究中心和人才培养基地。

实验室是一支以中青年学术骨干为主体的研究队伍。

实验室设置了地球气候系统模式、天
气气候动力学、天气气候可预报性和地球流体力学4个创新团队，配备了一支技术力量雄厚的
支撑队伍。

多年来，实验室通过开放课题等形式，吸引了国内相关专家直接参与实验室气候模式、气候动力学、气候可预报性等方面的研究工作，促进了实验室在上述领域研究的进一步发展。

实验室的奋斗目标就是建设成国际一流的大气科学研究中心和人才培养基地，服务于国家
在气候预测、气候变化等领域的重大科技支撑需求，并在重要的国际研究计划中发挥越来越重
要的作用。

创新不止步，与国际接轨
近年来，实验室在气候系统模式研发和应用、青藏高原影响亚洲季风的动力学、减小预报
不确定性的方法及其应用研究、年代际气候变化的机理及模拟研究等方面取得了重大进展，在
国际气候学界产生重要影响，为我国气候动力学理论和模拟研究领域的科学技术进步做出了重
大贡献。

在气候系统模式研发和应用方面，实验室在原有的物理气候系统模式FGOALS1基础上研发
了新版本FGOALS2以及地球系统模式的初始版F G O A L SES M，并参与了国际耦合模式比较
计划C M I P5，整体性能与国际同类模式相当，得到了国际同行的高度评价。

国际上参与C M I P5的模式研发机构总共有21家，其中L A S G是国内唯一、国际上11家有能力同时自主研
发大气、海洋和耦合模式的研究机构之一，同时也是利用自主研发的气候模式在过去20年间连续参加历次C M I模式比较计划、结果被历次政府间气候变化专门委员会（IP CC）科学评估报告引用的全球9家研究机构之一。

同时，实验室面向下一代地球/气候系统模式开展了一系列前瞻性研究，研发改进大气模式和海洋模式的动力框架及物理过程，建立了高分辨率的全球大气
和海洋环流模式，成为国际上少数几个能同时自主研发高分辨率大气和海洋模式的实验室之一。

在青藏高原影响亚洲季风的动力学方面，实验室长期致力于青藏高原动力和热力强迫影响
亚洲季风和气候多尺度变率的动力诊断、理论研究和数值模拟。

近年来，实验室阐明了青藏高
原热力强迫影响亚洲季风气候格局的机制，揭示了青藏高原通过调控热带海陆气相互作用进而
影响亚洲季风爆发的物理过程，明晰了青藏高原热源的多尺度变率特征及其对亚洲季风异常的
影响，开辟了青藏高原气候动力学的新方向，做出了原创性成果。

在减小预报不确定性的方法及其应用研究方面，针对如何减小预报结果不确定性这个极具
挑战性的问题，实验室成员充分发挥交叉学科的优势，提出了基于条件非线性最优扰动（C N O P）的目标观测方法和基于降维投影思想的集合变分资料同化技术，并将其应用于高影响天气和气候事件的可预报性研究中，建立了C N O P台风目标观测框架系统，提出了目标观测敏感区
和集合预报相结合的ENSO预测新方案；基于新的集合变分资料同化技术，发展了台风预报的涡旋初始化系统，构建了陆面数据同化系统LDAS-IAP以及中国碳通量/浓度联合数据同化系统
Tan-Tracker。

在气候系统年代际变率的机理及预测方面，实验室通过观测数据分析和数值模拟结合的方法，围绕年代际变化调控年际变率、热带海温年代际变化、年代际预测进行了系统的研究。

揭
示了印度洋、大西洋海温的年代际变化对季风与热带海温年际关联的调控作用；揭示了热带海
温年代际变化的机理；提出了21世纪初全球“增暖停滞”的可能原因；构建了基于耦合气候系
统模式的年代际预测系统，开展了系统的年代际预测试验，其结果提交了C M I P5，并被IPCC AR5引用。

2018年12月4—5日，中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家
重点实验室（L A S G）2018年度学术年会将在京召开。

会议将全面介绍2018年实验室在能力
建设、科研成果和人才培养方面取得的丰硕成果。

2019年，实验室将围绕模式发展、院地合作、开放交流和人才培养继续努力，以良好的工作状态迎接下一轮国家重点实验室评估。