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全球变化与地球系统科学研究院:世界,我们的舞台
日期: 2012-09-24  信息来源: 北师大校报

全球院第三届科学指导委员会会议合影

  6月2日,成都,第一届陆面卫星遥感算法与产品国际学术研讨会。

  来自美、英、法、意、日、澳等国的150余名知名学者,与中国同行一起,针对陆面卫星遥感算法与产品进行着热烈的讨论,评估目前卫星遥感算法与产品的研究进展,探讨未来陆地遥感的研究方向。

  在这次盛会上,“千人计划”入选者、北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院教授梁顺林,公布了全球陆表特征参量产品生产系统的研究成果。

  “这是中国第一次生成出地面陆表特征参数,向全球科学界发布使用。”梁顺林自豪地说,“目前我们做了五个参数,叶面积指数、反照率、发射率、下行短波辐射和下行光合有效辐射。”

  “我们的产品很受国外同行的喜爱,因为我们完成了全球陆表遥感原始数据和产品数据的收集,采用多源遥感数据,产生长时间序列,所以精度上很好,国外相应的产品还没有!”看着这些拥有完全自主知识产权的产品,很多“老外”惊叹于中国的变化——以前中国是别人数据的使用者,现在中国是数据的生产者。“我们给你们提供数据,你们来吧!”梁顺林笑着说。

“我们开会必须用英语”

  全球变化与地球系统科学研究院吸引国际同行的,不仅仅有高质量的科研产品,更有充满机遇和挑战的工作机会。

  2009年来到全球院担任首席科学家的英国科学家John Moore,在全球院获得了比欧洲更好的工作条件。“在这里可以用超级计算机进行气候模拟,大大推进了我的研究进程!”来中国之前,John从未使用过如此先进的超级计算机从事研究工作。

  除了硬件设施,全球院的“软环境”也让John赞不绝口:“这里有许多世界一流的科学家,学院领导机制也非常国际化,有很好的科学指导委员会,给了科研很多很好的建议,并且这些建议都得到了学院的重视,认真地加以吸纳和改进。”

  良好的工作环境使得John的研究工作进展迅速。2010年,他的研究结果《地球工程不能抑制海平面的上升》,发表在《美国科学院院刊》上。John和团队通过计算得到:只有结合大规模减少二氧化碳排放的方案,地球工程才会有更大的效果;即便如此,也不能完全停止海平面的升高,到2100年,海平面将升高约30厘米。

  John Moore认为,任何不能减少二氧化碳排放的方案就像绑了一个绷带,治标不治本。

  这个结果受到了国际同行的重视,被视为确定冰川如何响应地球工程的研究开端。美国宾夕法尼亚大学的冰河学和气候学专家Richard Alley指出,“我们没有一个真正可信的冰盖模型。在许多方面,John给出的这个大的进展指明了在具有足够好的地球工程的气候模型以前,我们能走多远。”

  John Moore在全球院研究的高产出和高质量,吸引了很多国外同行:Annette Rinke,来自德国的极地区域气候模拟专家;Thomas Zwinger,芬兰人,著名的Elmer冰盖模式开发者;Svetlana Jevrejeva,海平面与气候模式专家;Aslak Grinsted,冰川学专家等等,先后加入了John担任首席专家的极地气候与环境实验室团队。全球院副院长程晓风趣地说:“我们开会必须用英语,否则他们听不懂!”

  Annette Rinke非常喜欢全球院的工作环境。她说,这里的地球系统模式给她的研究提供了不同的视角,并且和她研究的气候模式又有关联,“在这里的研究,进展很快”。她也特别感激提供给她诸多帮助的中国同事,他们让她的中国生活简单而精彩。

  全球院的国际学术影响力正在日益加强。来自各国的科学家在这个平台上精诚合作、协同创新,探索全球变化的机制和原因,预测未来的变化趋势,用自己的研究成果造福全人类。

指引研究院阔步前进的“外脑”
 
  从2008年成立起,全球院就一直坚持依照国际化标准运作:顶尖人才、重大项目、国际平台。

  研究院建院至今共组织学术研讨交流会百余次,参加者一半以上为国外合作机构的科研人员。将他们的学术成果“请进来”,给科研工作带来了新思路。

  不但要请来学术成果,更要请到学术带头人。

  成立四年来,全球院引进的首席科学家中,有“千人计划”入选者、“青年千人计划”入选者、973项目专家、“国家杰出青年科学基金”获得者、“长江学者”特聘教授等等。

  梁顺林是北师大首位“千人计划”引进人才。在全球院三年,他牵头承担了863重点项目“全球陆表特征参量产品生成与应用研究”,使我国在这个领域实现了重大突破。

  他对在祖国的研究前景充满信心。“现在欧洲和美国在科研投入上持平或者不断削减,而中国的科研投入却在不断加大。全球院营造的是一个非常好的国际化的协同创新模式,和我们一起合作的,都是国际一流的科学家,效率高,出成果也快!”

  目前,全球院已经形成8个首席科学家研究团队,主要有四大研究方向:地球系统模式、人类活动和全球变化的相互影响机制、全球变化经济学,以及全球变化研究中的地球观测数据同化与应用。由近50人组成的创新队伍中,科研人员背景涵盖数学、物理、地理、大气、地质、水文、冰川、经济等领域。各个团队和研究人员,既可以选择自己感兴趣的研究方向,又可以在学科交叉的合作中不断获益。
“不过,想作为高水平人才被引进,不是靠某个领导说了算的,而是必须经过我们的国际科学指导委员会的全体表决才行。”程晓认真地说。

  科学指导委员会是全球院队伍建设、科学研究、研究成果的评估与咨询机构,对研究院的发展规划、队伍建设、科学研究和研究成果进行咨询、评估和指导。

  委员会主任由原科技部部长徐冠华院士担任。委员会针对研究院主要研究方向,通过广泛的推荐提名组成,成员包括32位国内外杰出科学家。

  徐冠华对科学指导委员会的定位很明确:“这是研究院的智囊团与思想库。在研究院发展的重大问题上提出科学的咨询意见,发挥著名科学家的引导作用,使得研究院在前进的道路上有据可依、积极部署,发挥整体合力,使之成为研究院队伍建设与学术评估的依托‘外脑’。”

  话是这么说的,做起来也毫不含糊。研究院科学指导委员会每年召开一次,会上,由研究院汇报所有年度工作,接受科学指导委员会的评议。委员会会给出建议方案,做出相关的决定或决议。

  程晓强调,“在首席科学家招聘评估中,委员会成员和应聘者之间,如果存在师生关系等关联,就必须回避。任何违规行为,都是会立刻被反对和纠正的。”

BNU-ESM,提升北师大国际知名度
  2010年10月,完成物理气候系统的框架构建;

  2011年4月,完成全碳循环版本地球系统模式的耦合;

  2011年6月,实现消息通讯MPI+OpenMP混合并行运算、完成模式第一版定版并开展第五次气候系统模式(CMIP5)试验……

  ——这是北京师范大学地球系统模式(BNU-ESM,Beijing Normal University–Earth System Model)快得令人咋舌的研究时间表。
说到BNU-ESM地球系统模式,这是让全球院最为振奋的一项成果。在徐冠华院士和常务副院长董文杰的领导下,戴永久和王兰宁教授带领模式团队攻关,联合国内外大气、海洋等多家相关研究机构,合作研发了BNU-ESM——这在全国高校中是第一家。而整个研发过程,只用了短短两年。

  超常规的科研进展速度自然离不开超常规的体制机制保障。在用人模式上,研究院创新机制,聘请了10余位海外高水平科学家为短期访问教授,直接参与全球院的科研和研究生培养。

  这种相对灵活的用人方式,取得了显著效果。美国Scripps海洋研究所教授张广俊、马里兰大学王秀君、张荣华等学者,就在全球院快速攻克BNU-ESM的云参数方案和海洋碳循环等方面的难题上,起到了关键性的作用。

  目前,BNU-ESM的主体框架包含一个耦合器和四个分量模式,可以同时模拟大气、海洋、陆表及海冰中的各种物理、化学和生物过程。

  BNU-ESM已作为三个主要模式之一,代表我国参加第五次气候系统模式比较计划。此外,通过引进地球网格技术,BNU-ESM模式结果外网下载速度大幅提高,该站点已经被吸收加入地球系统网格联盟(ESG),这也大大提高了北京师范大学在网格计算领域的研究应用地位。

  据CMIP5官方统计,截至2012年6月6日,北师大共发布14个试验、198个数据集、3054个文件、7580.84GB数据。该ESG站点模式结果被政府间气候变化专业委员会(IPCC)第五次气候评估报告作者及相关领域研究团队下载使用。系统日志分析显示,自4月BNU-ESM模式数据正式发布以来,系统共收到20322次访问、下载请求,平均每个文件被请求6次。下载者来自德国、法国、美国、瑞典、印度、日本、加拿大等国家相关研究机构,以及国内北京大学、南京信息工程大学等相关院校。

  这项成果大大提升了北京师范大学在地球系统科学领域的国际知名度和国际影响力。

  值得一提的是,全球院的硬件系统在BNU-ESM研究中,再次发挥优势——整个研发过程都在全球院神威4000L超级计算机平台上完成。对于这个高性能并行计算平台,全球院计划在未来的5年,将其从每秒10万亿次浮点计算能力,提升至每秒1千万亿次!

  类似BNU-ESM的成果还有很多,全球院在承担国家重点科研项目方面同样显示了超强的实力:承担863重点项目1项、课题3项;承担973项目1项、课题6项;国家级项目到位总经费超过7500万元……这在全国高校中称得上独树一帜。

  重任在肩,全球院交出的答卷也令人惊叹。研究团队不仅完成了全球陆表特征参量产品生产、研发出了BNU-ESM,还揭示了气溶胶对云和降水的长期影响机制、参加了多次南极科考……每一项都是国际顶尖的重量级研究成果。

  李占清、王开存、John Moore、董文杰……全球院专家的名字不断出现在重量级的科学期刊上,受到全球同行的密切关注。

  “这些成绩的取得,和学校的大力支持是分不开的。党委书记刘川生,校长钟秉林,常务副校长董奇、史培军等校领导,以及各机关部处和兄弟院系都对我们的工作给予了大力支持。”程晓平静的声音里,满含感激。

  成立不到四年的全球变化与地球系统科学研究院,是年轻的学院。科研团队中,35岁以下的有31人,35至45岁的11人,45岁以上9人,这是个以中年科学家带头、青年科学家为主体的进取型科研梯队。

  全球院也是全校国际化水平最高的学院之一。研究院科研人员中获境外博士学位的占18%,在国外留学一年以上归国的科研人员有近50%。

  “在人才培养方面,我们要发挥海外引进首席科学家的优势,建立国际科研合作,探索联合培养研究生”,程晓信心满满地说,目前研究院正在致力于“北师大—马里兰全球变化与地球系统科学研究院”的建立与发展。“随着更多全球变化与地球系统科学领域的实质性合作得以落实,全球院将真正成为国际一流的全球变化研究平台!”

                          (来源:北师大校报;记者:曹宁)
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