【科技英才】罗京佳:让我国气候预测走上国际舞台

在海外留学工作了21年后,罗京佳回来了。在食堂被路过的学生叫一声“师兄”,这让他想起1993年被南京气象学院破格录取时青春勃发的自己。现如今,他已经成为一名国家特聘专家、国际著名气候学家了。

罗京佳回国的脚步异常坚定:工作合同长达19年,他将在母校南京信息工程大学一直工作到65岁。他只想做一件事:研发具有国家自主知识产权和核心竞争力的气候预测系统及其衍生的应用服务系统,并通过产业化运行推进科技成果转换。

【科技英才】罗京佳:让我国气候预测走上国际舞台


不安分放牛娃逆袭成气候学家

在浙江临安市西北部,天目山北脉的龙上村,村民们谈起罗京佳,满脸骄傲,“罗娃娃聪明又懂事,做什么都是顶呱呱!”

六岁的罗京佳在生产队放牛时,常常会天马行空地思考,为什么会打雷下雨?为什么有旱涝之年?能不能利用天气帮助农作物生长?带着对知识的强烈渴求,罗京佳格外珍惜读书的机会。中考时,他和那时大多数成绩优秀的农村孩子一样,选择报考中专。从南昌气象学校毕业后,罗京佳被西安市气象局看中招走,成为一名地面气象观测员。端起了大城市里的“铁饭碗”,罗京佳却并不满足,“一辈子就这样周而复始做着观测,总觉得缺点劲呀!”

在得知中专生也能以同等学力报考硕士研究生后,罗京佳燃起了深造的愿望。1993年,在当时李北群老师和赵飞老师的热心帮助和鼓励下,罗京佳以第一名的成绩、同等学力的身份被南京气象学院破格录取为天气动力学专业的硕士研究生,师从何金海教授学习东亚季风。他的毕业论文获得中国科学院大气物理研究所“学笃风正”全国青年大气科学研讨会优秀论文奖。“这是我一生中最重要的转变。”罗京佳感慨。

毕业留校任教一年后,“不安分”的基因又在罗京佳的血液里鼓动,“世界那么大,出去看看吧!”当时,全校只有一台电脑可以联网接收电子邮件,他无数次在黄昏时分跑到老行政楼,在老师们的帮助下填写材料,一封封发出留学申请,一次次盼望回复。最终,罗京佳获得日本文部省奖学金资助,1997年远赴日本东京大学攻读物理海洋博士学位,师从国际著名的海洋与气候学家山形俊男教授,开启了他20多年的海外旅居生活。

不服输气候模式性能全球领先

2011年3月,里氏9.0级地震袭击日本,福岛核电站发生核蒸气泄漏。同月,日本文部科学省原定举行的“青年科学家奖”颁奖仪式因此被取消。即便如此,罗京佳仍旧是获此殊荣的唯一外籍学者,以表彰他在气候模式和发展气候预测系统方面做出的开创性贡献。此外,他还获得日本全球变化开拓研究中心“优秀研究奖”、日本海洋研究开发机构“研究开发功绩奖”等。

博士毕业后,为了能够使用当时世界最先进的超级计算机“地球模拟器”,罗京佳选择继续留在日本做博士后。他敏锐地感知到,模式研究将是未来大气-海洋科学界的重要前沿领域。“别人说我没有做模式的基础,做起来会很难,但我想试试看。”罗京佳说。

这一句“试试”背后,是长达两年半的闭关修炼。2001年到2003年,罗京佳不分昼夜地泡在实验室,研发他的全球气候模式。研究过程中,罗京佳从海气和中低纬相互作用角度,首次发现了南太平洋对厄尔尼诺年代际变化的重要影响,提出了ENSO准十年振荡的新机制。该项成果突破了北太平洋影响ENSO年代际变化的传统观点,在国际上影响广泛,曾被国际著名研究组织多次引用。

此后十年,罗京佳受聘于日本海洋研究开发机构全球变化开拓研究中心,先后担任一般研究员、主任研究员,研发了两代具有良好国际声誉的全球气候模式和独特有效的气候预测系统,成为全球气候学界年轻有为的领军人才。他提出的考虑海流作用的海气耦合方案,被国际主要的气候模式开发中心所采纳,研究结果被联合国政府间气候变化专门委员会第五次评估报告第9章和第12章引用。

利用这套模式,罗京佳在全球首次提前一年成功实时预报出2006年印度洋偶极子事件,并连续成功预报了此后三年的印度洋偶极子事件,在国际社会引起轰动。预测结果被美国哥伦比亚大学用作国际培训材料。2008年,罗京佳的气候模式首次将厄尔尼诺及其全球气候异常的预测提前到2年,而当时的气候模式大多只能提供6个月左右的预报。

即使今天,国际上也只有罗京佳的模式每月提供两年的厄尔尼诺实时预测结果。

不止步科技转换生产力

2011年,罗京佳在澳大利亚国家气象局担任高级研究员,负责澳洲国家气象局年际-多年际气候预测系统的研发。学有所成,罗京佳自觉到了该回馈祖国的时候了,但他一直没有等到理想的时机。直到2018年9月,罗京佳放弃澳大利亚的终身职位,带着成果、学识、经验、想法和抱负,在一个科学家最巅峰的时刻回到母校,组建南信大气候与应用前沿研究院并担任院长。

此时的罗京佳,已经在《自然》《科学》《美国国家科学院院刊》等国际一流科学刊物发表学术论文百余篇,文章被国际期刊杂志总引用数超过8900次,全球媒体对其研究成果的报道多达百余次。

为何选择回国重新开始?罗京佳说:“能够被祖国所需要,我的内心很受鼓舞。”我国自然灾害频繁,受灾损失世界第二,提供准确的洪涝、低温雪灾、极端高温等预测信息能够显著降低灾害损失。罗京佳的研究院工作目标非常明确,一是研发具有自主知识产权的气候预测系统,预测时效从几周、几个月到几年,满足从市县到全球的精细化预测需求;二是基于这个预测系统,研发能为各行业带来效益的应用和服务系统,实现产业化运行。

在罗京佳的努力下,短短一年的时间,研究院已经组建了一支超过10人的科研团队,自主研发的气候预测系统1.0版也已成功在南信大超算机上建立并稳定运行,从2019年1月起开始提供长达两年的ENSO和印度洋偶极子(IOD)气候预测信息,可提供全球月-季平均气温和降水异常等预测信息。研究院的国际影响力也在逐渐显现,与日本海洋研究开发机构签订了长期合作协议,不久前还和韩国科学家合作在《自然》上发表了关于人工智能协助预测厄尔尼诺的研究。

“科学研究最终一定要落地,一定要造福社会,这样才能更好地推动科学本身的发展。”这是罗京佳的科学观。罗京佳的逐月实时预测系统提前9个月以上稳定地预测了2011年春季发生在我国东南地区的极端干旱事件,提前8~9个月以上稳定地预测了2018/2019年冬天我国东南地区发生的连阴雨事件。此时此刻,南信大实时预测系统正在为北京冬奥会提供气象保障。

罗京佳用“不老实”三个字形容自己。正是因为这份不老实,让他从山里的放牛娃长成一名世界知名的科学家;也正是因为这份不老实,让他的科研人生斑斓多彩。现在,“不老实”的他正将人工智能技术应用于自己的气候系统,以进一步提高气候预测精度、准确度和可靠性。(作者:林雯 陶韬 编辑:谢长美)


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