超级计算机|【中国科学报】坐看“风云”起
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周天军代表实验室在2019年第四届国际区域气候大会上作报告
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实验室2014年学术年会合影
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太原先进计算中心的超级计算机
每天《新闻联播》结束后 ， 《渔舟唱晚》的音乐响起 ， 《天气预报》的画面随之出现 ， 那感觉再也熟悉不过 。
这是中国当代年轻人共同的童年记忆 。很多人还记得 ， 当年的天气预报并不那么准 ， 一场意料之外的雷雨常常成为人们茶余饭后的谈资；可时至今日 ， 小到每个小时的精准天气情况 ， 大到牵动全球的国际气候谈判 ， 中国的大气科学 ， 已经悄悄地变得越来越厉害 。
天气和气候 ， 已经深深地融入到每个人的生活之中 。但很多人不曾想过的是 ， 这些看似司空见惯的背后 ， 却是中国大气科学工作者几十年奋发图强、锐意创新的结果 。
大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室就是其中的一支重要力量 。这个依托于中国科学院大气物理研究所（以下简称中科院大气所）建设的国家重点实验室自1985年成立以来 ， 就一直在气候模式研发、气候模拟和气候研究等领域深耕不辍 ， 摘得累累硕果 。
“当掉裤子也要买计算机！”
中科院大气所保持着一项引以为傲的纪录——在全国三家大气科学领域的国家重点实验室中 ， 大气所就占了两家 。
大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室作为我国首批建立的国家重点实验室 ， 经过30多年的学术积累和几代人的共同努力 ， 发展完善了从大气、海洋到完全耦合的气候系统模式 ， 是国内唯一、国际上少数同时自主研发大气、海洋和耦合模式的研究机构之一 ， 已成为在相关领域具有重要国际影响力的研究机构 ， 并在大气科学人才培养、支撑国家经济社会发展等方面发挥越来越重要的作用 。
“某种意义上说 ， 一个国家数值天气预报的水平 ， 能反映出这个国家的大气科学水平 。”大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室主任、中科院大气所研究员肖子牛说 ， “现在我们可以自信地讲 ， 中国的大气科学在全球占有重要的一席之地 ， 中国也是少数几个拥有最全面和完备的数值模式系统的国家之一 。”
如今的大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室已经是世界上该领域一个响当当的名字 ， 但时间退回30多年前 ， 实验室面临的却是截然不同的境地 。
“大气科学中 ， 很多实验是没法重复的 ， 因此它很难遵循经典自然科学实验的范式 。”肖子牛说 ， “我们一直想寻找一种方式 ， 让大气科学纳入到现代化科学的体系中 。”
实验室的创建者和首任主任、中科院院士、国家最高科技奖得主曾庆存30多年前想到的方法 ， 就是建立一个专门的实验室来研发数值模式 ， 用动力学方程去描写大气的演变状况 。这样当发生了一次台风或暴雨时 ， 科学家就可以在超级计算机上进行多次重复实验 ， 去重现当时发生了什么 ， 甚至可以预测未来 。
“地球流体运动非常复杂 ， 其中很多科学问题的研究依赖传统的理论和实验方法已远远不够 ， 因此 ， 数值模拟就成了不可替代的第三种研究手段 。”在中科院院士、大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室前主任吴国雄看来 ， 数值模拟是20世纪后半叶最重要的科技进步之一 ， 也是数学和计算科学应用于大气科学和地球流体力学领域必不可少的纽带和工具 。
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