蕁王蘭寧教授


　　近日，北京師范大學(xué)南院，全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院組織學(xué)習(xí)了習(xí)近平總書記在中國科學(xué)院第十九次院士大會、中國工程院第十四次院士大會上的重要講話精神。對于全球院來說，這次學(xué)習(xí)有更加特別的意義———學(xué)院王蘭寧教授團(tuán)隊(duì)取得的成果，在大會上被習(xí)總書記特別“點(diǎn)贊”了！
　　———“我們著力推進(jìn)面向國家重大需求的戰(zhàn)略高技術(shù)研究，超級計算機(jī)連續(xù)10次蟬聯(lián)世界之冠，采用國產(chǎn)芯片的‘神威太湖之光’獲得高性能計算應(yīng)用最高獎‘戈登貝爾’獎?！?br>　　習(xí)總書記提到的這個成果，就是基于國產(chǎn)芯片“神威太湖之光”，2016年“千萬核可擴(kuò)展大氣動力學(xué)全隱式模擬”、2017年“非線性地震模擬”榮獲高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎“戈登貝爾”獎（中國團(tuán)隊(duì)首次獲獎及蟬聯(lián)），打破了該獎自設(shè)立以來一直被西方國家所壟斷的狀況。用時任評委會副主席日本東京工業(yè)大學(xué)教授松崗聰?shù)脑捳f，“這標(biāo)志著中國正式成為了HPC（高性能計算機(jī)）領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)者之一”。
　　———“實(shí)踐反復(fù)告訴我們，關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。只有把關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在自己手中，才能從根本上保障國家經(jīng)濟(jì)安全、國防安全和其他安全。”
　　王蘭寧教授是獲獎團(tuán)隊(duì)中唯一的大氣科學(xué)背景的成員，他接觸超算的原因很簡單，想要盡快地看到自己的大氣科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，計算速度的提高能大大縮短等待的時間。十幾年的潛心研究，他對超算的理解也日益加深，“有超算之前，由于計算能力的限制，數(shù)值預(yù)報模式的水平分辨率很粗，云分辨模式無法在大氣模式當(dāng)中得到應(yīng)用。有了超算，就可以開展云分辨模擬?！?br>　　但是超級計算機(jī)的應(yīng)用，并不完全取決于硬件，有了硬件，軟件跟不上也不行，就好像八匹駿馬只拉一個小板車，效率還是上不去。王蘭寧至今記得一位美國計算專家的話———中國制造超級計算機(jī)沒有用，因?yàn)椴粫茫?br>　　為了解決超級計算機(jī)的并行規(guī)模受算法限制的問題，王蘭寧與清華大學(xué)，以及國家超級計算無錫中心的老師們一起合作，創(chuàng)新性地提出“松耦合方案”，即把物理過程和動力框架分開，并負(fù)責(zé)完成數(shù)值模式中物理過程的耦合與調(diào)試，讓超級計算機(jī)的硬件優(yōu)勢得到了充分的發(fā)揮，這樣八匹駿馬就能滿載奔馳。
　　王蘭寧很自豪地說：“‘神威太湖之光’用的是國產(chǎn)芯片，而且我們的算法讓它高速有效地跑起來了，達(dá)到了世界先進(jìn)水平。利用‘神威太湖之光’，將全球大氣環(huán)流模式的水平分辨率提高到了3公里，位居國際前列。而且這個算法可以應(yīng)用到計算流體力學(xué)的很多領(lǐng)域，這也是高性能計算機(jī)的主要應(yīng)用方向。我們的成果表明，中國人不但可以造好超級計算機(jī)，也能用好超級計算機(jī)?！?br>　　———“工程科技是推動人類進(jìn)步的發(fā)動機(jī)，是產(chǎn)業(yè)革命、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步的有力杠桿。廣大工程科技工作者既要有工匠精神，又要有團(tuán)結(jié)精神，圍繞國家重大戰(zhàn)略需求，瞄準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和事關(guān)國家安全的重大工程科技問題，緊貼新時代社會民生現(xiàn)實(shí)需求和軍民融合需求，加快自主創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，在前瞻性、戰(zhàn)略性領(lǐng)域打好主動仗?！?br>　　王蘭寧是學(xué)氣象的，專業(yè)方向是數(shù)值預(yù)報，既是科學(xué)，又是工程，既要像科學(xué)家那樣大膽設(shè)想，又要像工程師一樣小心求證。
　　在徐冠華院士的鼓勵和支持下，他從2010年加盟我校全球院，帶領(lǐng)模式組團(tuán)隊(duì)緊跟國家戰(zhàn)略需求，努力掌握模式發(fā)展與應(yīng)用的關(guān)鍵核心技術(shù)。他的生活很簡單，每天在辦公室和實(shí)驗(yàn)室呆上十幾個小時，發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，不斷地用實(shí)驗(yàn)證實(shí)自己的設(shè)想，發(fā)現(xiàn)bug的時候高興，解決了bug的時候更高興。
　　他是這樣，團(tuán)隊(duì)里的年輕人也是這樣。他們笑稱，做模式研究就像打游戲通關(guān)，打游戲得給人家錢，現(xiàn)在是拿了工資在做一件非常有意思的事情。
　　話雖說得輕松，其實(shí)一點(diǎn)都不容易?！艾F(xiàn)在所取得的一點(diǎn)點(diǎn)成績，都是持續(xù)若干年努力的結(jié)果，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果獲得的周期長，變數(shù)大，文章發(fā)表數(shù)相對少，團(tuán)隊(duì)的一些成員在職稱晉級和績效考核等方面都受了影響。但是這種努力和堅持是值得的。做科研，不可能一蹴而就，坐冷板凳的時候也得耐得住性子?！?br>　　板凳雖冷，但是成果是豐碩的。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的北京師范大學(xué)地球系統(tǒng)模式BNU-ESM是第一個由國內(nèi)高校研發(fā)并參與IPCC第五次耦合模式比較計劃的地球系統(tǒng)模式，被成功用于評估碳排放轉(zhuǎn)移國家貢獻(xiàn)等氣候變化評估工作；團(tuán)隊(duì)成員吳其重副教授在北師大建立了地球系統(tǒng)網(wǎng)格ESG的亞洲門戶網(wǎng)站，與中國科學(xué)院大氣物理研究所、中國環(huán)境監(jiān)測總站等聯(lián)合研發(fā)的“京津冀及周邊空氣質(zhì)量預(yù)報高性能系統(tǒng)”被應(yīng)用于各地空氣質(zhì)量預(yù)報預(yù)警及空氣質(zhì)量重污染過程效果評估。近年來，王蘭寧更是帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在采用國產(chǎn)芯片（申威CPU）的“神威太湖之光”成功研發(fā)地球系統(tǒng)模式，在另一國產(chǎn)芯片龍芯CPU成功研發(fā)氣象模式，并在國際上首次實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量模式在眾核架構(gòu)處理器平臺的加速應(yīng)用。