外牆漏水

　　地球系統模擬中心揭牌。
　　啟動南信大地球系統模式。
　　中國江蘇網4月28日訊(通訊員 賈冰 記者 劉北洋)目前，世界上主要依靠地球系統模式對“厄爾尼諾”和“拉尼娜”進行預報。然而，地球系統模式的功能卻絕不僅僅局限於此，全球氣候預測、氣候模擬與評估、重大天氣氣候災害預測、未來氣候變化的預估等都離不開這一重要工具。4月26日—27日，南京信息工程大學召開地球系統模式2014年學術研討會，併發布了該校自主開發的地球系統模式1.0版。這是首個由國內高校牽頭獨立自主研發的新一代地球系統模式。
　　平日里我們熟知的天氣預報主要是針對3-7天的天氣狀況，而未來一個月、一年，甚至十年、上百年的氣溫、降水等將呈現怎樣的走勢，將出現哪些氣象災害，則屬於氣候預測的範疇。由於大氣與海洋、陸面、海冰、生態等多個圈層間持續不斷的能量與物質交換，使得氣候預測需要考慮的因素非常複雜。特別是隨著人類活動越來越頻繁，人類活動與氣候變化的交互作用也日益加深，使氣候預測成為全球氣象學家共同面對的難題。可以這麼說，對地球上各種物理、化學、生物過程考慮得越周全，氣候和全球變化的預測才能越準確，這也是為何稱之為“地球系統”模式的原因。
　　據瞭解，氣候預報模式的前身是數值天氣預報，最早在上世紀二十年代被提出，起初只是一些模型，由科學家組織人用手工計算的方式進行模擬與預測。直到上世紀五十年代計算機技術發展後，真正的數值天氣預報才得到了快速發展。上世紀七十年代，開始建立耦合的大氣海洋氣候模式，即地球系統模式的前身。目前美國、歐盟、日本等主要發達國家都有各自較為先進的地球系統模式，在IPCC(政府間氣候變化專門委員會)評估中排名前列。我國氣象部門也將模式的發展作為當前的重大核心業務之一。開發高水平的地球系統模式，一是可以提前為防災減災做好準備，二是為我國應對氣候變化提供決策依據，三是為我國參與國際氣候談判提供科學支撐。
　　南信大從2012年起，由國際著名氣象學家、該校大氣科學學院海外院長王斌教授領銜，組織了40餘人的團隊，著手發展一個全新的地球系統模式。該校校長助理、大氣科學院院長閔錦忠教授認為，一方面，中國目前還沒有在世界上叫得響的地球系統模式，亟待彌補這一短板，滿足國家的重大需求，與我國的大國地位相稱；另一方面，南信大作為國內大氣科學專業最齊全、研究人員最多、學科綜合排名第一的學校，有責任也有條件主動承擔這一重任。
　　地球系統模式的開發是一項龐大的系統工程，每前進一步都絕非易事。王斌教授介紹，南信大地球系統模式是基於當前世界上最先進的大氣模式、海洋模式、陸面模式、海冰模式等進行耦合的，使該模式的開發從一開就站在“巨人的肩膀”上。
　　所謂耦合，是指兩個或兩個以上的物理系統(如大氣、海洋、陸面、海冰)或運動形式間通過各種相互作用而彼此影響或聯合。例如做天氣預報使用的大氣模式本身是可以單獨運行的，但此時並未考慮大氣層與海洋、陸地及陸上的高原、山地、平原、森林、草原、城市等不同下墊面之間水氣和熱量的實際交換過程，而是假設交換是平均的、固定的。耦合的過程就是要打破這種假設，使交換根據實際情況一分一秒地累積。
　　由於下墊面的性質和形狀對大氣的熱量、水份、乾潔度和運動狀況有明顯的影響，在氣候的形成過程中有著重要的作用，因此，耦合需要考慮的因素非常多，不同模式間的耦合又會出現不同的問題，其龐雜程度超出想象。閔錦忠教授打了一個生動的比方，“就好比一個人頭痛，但這隻是個表象，病根可能不在頭，必須將所有相關的環節都檢查過了，才能找到真正的問題所在。”模式的開發過程中，團隊成員們就在不停地測試、調整、修正，循著“病癥”找“病因”，而後“開方抓藥”。目前，最核心的四大分量模式：大氣模式、海洋模式、陸面模式、海冰模式已經初步耦合成功，能夠順利運轉，進行積分。
　　王斌教授說，模式現已完成500年的控制試驗，將其模擬性能與現有的耦合模式進行對比。考慮到大氣化學成分和各種生物對氣候的響應及反饋，未來還要耦合化學模式和生態模式，並且每年發佈一次升級版本。最終使南信大地球系統模式能夠模擬和預測高影響性災害天氣事件，模擬氣候變化、進行季節內-年際氣候預測，模擬歷史氣候變化以及進行未來氣候變化的預估，同時達到全球20-30km的較高分辨率，力爭在IPCC第六次評估中取得較好評價。
　　值得一提的是，南信大地球系統模式的開發機制及其團隊構建也類似於一種“耦合”。南信大不僅與美國、歐盟的諸多高校和科研機構開展了密切合作，還在夏威夷大學專門成立了“中美大氣海洋研究中心”(China-USA Atmosphere-Ocean Research Center，簡稱AORC)，利用國外的科研資源、科研環境以及更為靈活的評價機製為模式開發營造良好的氛圍。項目領銜科學家王斌教授被認為是世界上公認的權威季風研究專家之一，曾獲得夏威夷大學董事會卓越科研勛章。在他的帶領下，團隊成員在夏威夷大學和南信大協同工作，共同基於南信大的高性能大型計算機開發和測試模式。為了模式的研發，近兩年，南信大還在原有人才隊伍的基礎上，專門從海內外引進了近10名相關學科人才，並已派出4人赴國外學習。閔錦忠告訴記者，模式的開發過程也是一個培養人才的過程，團隊最終將達到50-100人左右的規模，並將輸出一大批優秀的模式開發、氣候預測、氣候評估等相關專業的人才。　　（原標題：南信大自主研發新一代地球系統模式）