王斌

王斌,大气科学家,1962年9月生于湖南省湘乡县,1983年毕业于湘潭大学数理系,1992年在中国科学院大气物理研究所获得博士学位。1992-1996年先后在中国科学院(原)计算中心和大气物理研究所做博士后,1995年获得中国科学院青年科学奖二等奖,1996年留在大气物理研究所工作,并于当年被破格晋升为研究员,1997年被评为博士生导师,1998年获得国家杰出青年科学基金,1999年入选国家“百千万人才工程”第一、二层。1997年6月至1999年5月先后在美国国家大气研究中心(NCAR)和佛罗里达州立大学气象系短期工作访问。2001—2010年任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(LASG)主任。2010年作为首席科学家主持国家863重点项目,同年被清华大学聘为教授。2011年被中国气象局聘为数值预报中心科学主任。此外,他曾于2006-2009年担任世界气象组织大气科学委员会委员,先后于2009和2010年当选世界气候研究计划耦合模拟工作组委员(迄今为止唯一来自中国的委员)和世界天气研究计划THORPEX资料同化与观测策略工作组委员(目前唯一来自亚洲的委员),2010年被科技部聘为全球变化研究国家重大科学研究计划专家组成员,并于同年被中国能源学会聘为常务理事,2006年至今为中国气象学会数值预报专业委员会副主任。

王斌主要从事气候模式、资料同化以及计算地球流体力学等方面的研究,取得了原创性研究成果,为我国大气科学的发展做出了突出贡献。他于2003年撰写的研究案例获得国际IT大奖:计算机世界科学类最高荣誉奖-21世纪成就奖,2004年被科技部评为973计划先进个人,2005年被人事部授予全国优秀博士后称号。王斌取得的主要创新性和系统性成果包括:

一、自主设计了一个新大气环流模式GAMIL

全球大气模式的动力框架设计,需要解决极区的计算稳定性问题以及如何总体保持大气体系重要物理守恒性问题,而构造守恒型计算格式正是解决上述问题的重要方法之一。前人在隐式完全平方守恒格式的构造以及瞬时守恒动力框架的设计方面做了很好的工作,王斌的工作主要致力于显式完全平方守恒格式及相关新算法的构造和严格守恒型新动力框架及相应全物理过程模式的自主设计。

1、以往的完全平方守恒格式往往是隐式格式,求解困难;而显式格式,又不能严格保持平方守恒性。如何构造一类格式,它既能显式求解,又能严格保持平方守恒性,成为一个挑战性问题。针对这一问题,王斌等提出了协调耗散算子的新概念,成功地构造了显式完全平方守恒格式及多守恒格式等相关新算法,并进一步揭示了平方守恒系统与Hamilton系统、平方守恒格式与辛格式之间的相互转换关系,成功构造了求解大气方程的Hamilton算法,相关工作于2003年获得第一届中国科协期刊优秀学术论文奖。这些算法是获得国际大奖的研究案例中“原创性”部分的代表性成果之一。

2、以显式平方守恒格式为基础,构造了求解静力平衡斜压原始方程的半隐式能量守恒格式,并针对全球经纬度网格在极区收敛从而导致计算不稳定的问题,提出了等面积坐标变换,采用上述自己提出的方法,并借鉴曾庆存等提出的空间差分方案,自主设计了一个新的全球大气环流模式动力框架,该框架是获国际大奖的研究案例中对“原创性”部分有重要贡献的代表性成果之一。

3、基于上述新动力框架,自主发展了LASG国家重点实验室新一代全球格点大气环流模式GAMIL,是LASG气候系统模式FGOALS-g版本的大气分量模式,自2005年至今,先后参加了国大气模式比较计划(AMIP)、季节预测模式比较计划(SMIP)、20世纪气候研究计划(C20C)和气候预测及对社会的应用计划(CliPAS)等国际模式比较计划,并与耦合版本FGOALS_g一起作为重要科学工具被国内外学者广泛应用于20世纪气候、气候变化影响、辐射强迫、季风、古气候、气候预测、西风急流、气候变率等中的科学问题的研究。

二、提出了新的变分资料同化方法

天气气候预报/测的好坏除了依赖于预报模式本身的性能外,还与初值场的质量密切相关。如何准备高质量的模式初值场是世界各业务天气预报中心和研究单位密切关注的热点问题。这种准备初值场的方法就是资料同化。前人在资料同化方法的研究和应用方面已经做了大量工作,并在业务和科研中取得显著效益。王斌等的工作主要集中于新变分同化方法的研究和应用。

1、针对四维变分资料同化(4DVar)计算量巨大的困难,王斌等提出了映射观测和向后4DVar的“新概念”,建立了三维变分映射观测资料(3DVM)同化“新方法”,并综合经典4DVar和集合卡曼滤波(EnKF)的优点,提出了基于历史预报样本的降维投影4DVar方法(DRP-4DVar),使得经典4DVar和3DVM得到统一,并把这种思路推广到了条件非线性最优扰动(CNOP)的快速求解及适应性观测研究。

2、针对台风环流难以从海上观测中反映出来的缺陷,王斌等结合人造涡旋资料和卫星观测,将适用于大西洋飓风初始化的人造资料同化(BDA)方案进行改进,然后推广应用于台风的初始化,并指导研究生先后建立了人造映射观测资料同化(BMDA)方法和降维投影BDA(DRP-BDA)方案,发展了模式约束的3DVar。改进的BDA技术成功应用于上海台风业务模式系统,于2005年正式投入业务运行。该工作获得中国气象局科技奖成果应用一等奖。

截止2010年底,他共发表SCI论文86篇(国外SCI 24篇),EI论文21篇(国外EI 8篇),CSCD论文123篇。SCI总引524次(他引354次);CSCD等公开出版物总引569次(他引354次)。引用者有中、美、英、意、法、加(拿大)、俄、澳(大利亚)、韩、日、瑞(士)等国学者。

SCI和CSCD杂志等公开出版物上对王斌等的成果作出赞扬性评价8次,应用其大气环流模式或其模拟结果8次。还有20篇气候研究领域权威杂志的论文直接通过引用模式名字的方式使用了以王斌等发展的大气环流模式为大气分量模式的耦合气候系统模式FGOALS_g1.0的模拟/预估结果,用于气候变化和模式评估中相关科学问题的研究,其中Journal of climate的一名作者、来自澳大利亚学者的Perkins等人在他们论文的图表中50次使用FGOALS_g1.0的结果。

在重要的国际学术会议上作特邀报告26次,如EGU,AOGS,WPGM,IAMAS,ACRS,ICM等。特别,先后在2001年保结构算法国际研讨会、2002年世界数学家(ICM2002)大会科学计算卫星会议和2009年第30次亚洲遥感大会上做1小时大会特邀报告3次。2次担任国际学术会议大会组委会主席,4次担任组委会委员或协调人,5次担任分会主持人。

培养博士和硕士研究生30名,博士后3名。


 

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