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青春系列 | 透过模式看地球演变 ——2022年度“IAP创新贡献奖”获得者张贺

发布时间:2023-03-09

张贺本科毕业于北京大学物理学院技术物理系,基于个人兴趣以及对基础应用型研究的偏爱,选择到中国科学院大气物理研究所攻读气象学博士,师从气象大师曾庆存院士。曾先生因材施教,为张贺选取了大气模式研发的研究方向,充分发挥了他在数理方程方面的优势。博士期间,张贺曾前往美国石溪大学跟从张明华教授进行了为期一年的学习访问。张明华教授在科学上有敏锐的洞察力和前瞻性,向张贺传授了很多模式研发的经验和技,令他获益匪浅。

   

  

在密云园区办公

数学建模和数值模拟是研究地球各圈层演化机理及预测其未来变化的重要手段。地球系统模式的研发是当前地球科学的研究前沿。张贺自博士以来,一直从事地球系统模式的自主研发。先后主持完成了大气所系列大气环流模式(IAP AGCM4.0,IAP AGCM4.1和IAP AGCM5.0)的研发和版本升级,在模式的动力框架、物理过程和并行技术方面都取得创新。作为团队核心研发人员,2015年完成了我国首个具有自主知识产权的完整地球系统模式CAS-ESM1.0。随后,作为国家“十二五”重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”(以下简称“大装置”)总工程师助理,张贺与团队一起持续攻关,克服了计算不稳定、气候漂移、计算效率低等一系列技术难题,完成了CAS-ESM2.0的版本定型,并实现了在国产芯片上的高效运行。基于CAS-ESM2.0,完成了第六次国际耦合模式比较计划的多组试验(包括piControl试验,4xCO2试验,1pctCO2试验,AMIP试验,历史试验,SSP未来预估试验等),数据已上传至CMIP6的官方网站,供各国的科研人员下载分析,至今数据累计被下载11万余次,累计下载数据量90TB。

   

在“地球系统数值模拟装置”的高性能计算机房

关于CAS-ESM2.0技术特色和模拟性能的学术论文“Description and climate simulation performance of CAS-ESM version 2” ,2020年发表于地球系统模式领域的顶级期刊《Journal of Advances in Modeling Earth Systems》。该论文全面介绍了我国自主研发的地球系统模式CAS-ESM2各个分量模式主要特色和创新,并对CAS-ESM2的模拟性能进行了评估。结果表明,模式对当代气候有较好的模拟能力,如全球辐射平衡、20世纪全球增暖趋势、ENSO的周期和振幅、海冰的季节变化等,尤其能够准确地模拟大气及海洋的经向热输送以及大西洋经圈翻转环流的垂直廓线。

CAS-ESM2的研制成功,是国家“十二五”重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”建设的亮点成果,同时入选国家“十三五”科技创新成就展。基于对CAS-ESM发展的突出贡献,张贺荣获2020年度“清华大学-浪潮集团计算地球科学青年人才奖”,于2022年入选中国科学院技术支撑人才。

   

新疆慕士塔格气象站考察

未来,张贺将与团队一起,继续发展和完善地球系统模式CAS-ESM,在提升分辨率的同时,逐步实现与固体地球和社会经济模块的耦合,努力为国家防灾减灾、气候变化治理、“双碳”等国家战略提供科技支撑。

代表性成果:

1. Zhang, H., Zhang, M., Jin, J., Fei, K., Ji, D., Wu, C., et al., 2020: Description and climate simulation performance of CAS-ESM version 2. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 12, e2020MS002210. https://doi.org/10.1029/2020MS002210. (获奖成果)

2. Chai, Z. Y., H. Zhang*, M. Zhang, et al., 2021: China’s EarthLab—Forefront of Earth system simulation research. Adv. Atmos. Sci., 38, 1611-1620. https://doi.org/10.1007/s00376-021-1175-y.

3. Zhang, H., M. Zhang, and Q. Zeng, 2013: Sensitivity of simulated climate to two atmospheric models: Interpretation of differences between dry models and moist models. Mon. Wea. Rev., 141, 1558-1576.

 

  

  

  

  

  

  

  

  


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