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戴永久院士:发展高精度陆面模式,支撑世界一流气象预报

2021-06-12

67-8,深圳超算召开气象专题研讨会受到广州新冠疫情的影响,中山大学戴永久院士没能来现场,他在线分享了关于陆面模拟系统(TMS)的研究工作。戴院士非常关心深圳二期建设进展,希望可与深圳市气象局、大湾区预警中心及深圳超算建立合作,发展高分辨率数值模式。

在报告中,他提到随着全球天气预报和气候预测的空间分辨率向公里、次公里级发展以及时间分辨率向地球系统无缝隙预报演进,对算力的需求也越来越大。目前,气候模式在热带海洋区域表现出较高的预测技巧,但由于不同时空分辨率下对流云系统、土壤温湿度的信息差异很大,气候模式对对季风区尤其陆地区域却几乎没用任何预测技巧。戴院士1989年发表的一项研究工作表明,在当时的中科院大气所大气环流模式中耦合一个较为合理的陆面过程模式,可显著改进东亚季风降水的模拟。另外,薛永康等人也证明改进气候模式中的陆面模式,可显著改进季风降水模拟。

戴院士研发了在国际上具有重要影响和广泛应用的陆面过程模式,建立了与模式相匹配的完备的全球陆面数据集,建成一个自成体系的集模式、数据集、参数优化、资料同化和高性能计算为一体的功能完备的陆面模拟系统,为陆面过程机理研究、区域/全球气象-水文-生态的精细化预报、土地利用与变化、气候与生态环境变化等提供了科学研究平台,为人类活动与地球系统相互作用提供定量研究平台。该陆面模式被国内机构广泛采用,包括应用于中科院大气所的地球系统数值模拟装置(CAS-ESM)、我国自主研发的数值天气预报业务系统——GRAPES模式等。

戴院士的其他研究工作包括:1)通过构建气候-农业-水温-经济综合模拟与应用平台,结合先进的科学和创新技术,为农业生产者和水资源管理者提供可信、有用的信息,以改善多个系统和规模的土地、水和肥料使用协同效应;2)基于CoLM植被湍流交换方案、三维植被湍流交换方案,建立植被、建筑物墙面、建筑物屋顶三层等效交换阻抗网络,弥补了当前城市模型的不足,可用于提高城市短临预报的精度;3)耦合人类活动(包括水库、调水、农田灌溉、工业用水和生活用水等),构建水文过程模式,对计算也提出了非常大的需求;4)考虑自然和人为活动影响构建土壤侵蚀模式等。

戴永久,中国科学院院士,中山大学大气科学学院教授、博士生导师。2002年获得国家杰出青年科学基金资助;2002年至2016年担任北京师范大学教授;2004年至2008年担任北京师范大学地理学与遥感科学学院院长;2016年担任中山大学大气科学学院教授;2019年当选中国科学院院士;2021年当选国际欧亚科学院院士。

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