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(shū)記在中國(guó)科學(xué)院第十九次院士大會(huì)、中國(guó)工程院第十四次院士大會(huì)上的重要講話(huà)精神。對(duì)于全球院來(lái)說(shuō)，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(huì)上被習(xí)總書(shū)記特別“點(diǎn)贊”了！
　　———“我們著力推進(jìn)面向國(guó)家重大需求的戰(zhàn)略高技術(shù)研究，超級(jí)計(jì)算機(jī)連續(xù)10次蟬聯(lián)世界之冠，采用國(guó)產(chǎn)芯片的‘神威太湖之光’獲得高性能計(jì)算應(yīng)用最高獎(jiǎng)‘戈登貝爾’獎(jiǎng)?！?br>　　習(xí)總書(shū)記提到的這個(gè)成果，就是基于國(guó)產(chǎn)芯片“神威太湖之光”，2016年“千萬(wàn)核可擴(kuò)展大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬”、2017年“非線(xiàn)性地震模擬”榮獲高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)“戈登貝爾”獎(jiǎng)（中國(guó)團(tuán)隊(duì)首次獲獎(jiǎng)及蟬聯(lián)），打破了該獎(jiǎng)自設(shè)立以來(lái)一直被西方國(guó)家所壟斷的狀況。用時(shí)任評(píng)委會(huì)副主席日本東京工業(yè)大學(xué)教授松崗聰?shù)脑?huà)說(shuō)，“這標(biāo)志著中國(guó)正式成為了HPC（高性能計(jì)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(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)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(guó)家經(jīng)濟(jì)安全、國(guó)防安全和其他安全?！?br>　　王蘭寧教授是獲獎(jiǎng)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(jiǎn)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(jì)算速度的提高能大大縮短等待的時(shí)間。十幾年的潛心研究，他對(duì)超算的理解也日益加深，“有超算之前，由于計(jì)算能力的限制，數(shù)值預(yù)報(bào)模式的水平分辨率很粗，云分辨模式無(wú)法在大氣模式當(dāng)中得到應(yīng)用。有了超算，就可以開(kāi)展云分辨模擬?！?br>　　但是超級(jí)計(jì)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(gè)小板車(chē)，效率還是上不去。王蘭寧至今記得一位美國(guó)計(jì)算專(zhuān)家的話(huà)———中國(guó)制造超級(jí)計(jì)算機(jī)沒(méi)有用，因?yàn)椴粫?huì)用！
　　為了解決超級(jí)計(jì)算機(jī)的并行規(guī)模受算法限制的問(wèn)題，王蘭寧與清華大學(xué)，以及國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)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(guò)程和動(dòng)力框架分開(kāi)，并負(fù)責(zé)完成數(shù)值模式中物理過(guò)程的耦合與調(diào)試，讓超級(jí)計(jì)算機(jī)的硬件優(yōu)勢(shì)得到了充分的發(fā)揮，這樣八匹駿馬就能滿(mǎn)載奔馳。
　　王蘭寧很自豪地說(shuō)：“‘神威太湖之光’用的是國(guó)產(chǎn)芯片，而且我們的算法讓它高速有效地跑起來(lái)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(guó)際前列。而且這個(gè)算法可以應(yīng)用到計(jì)算流體力學(xué)的很多領(lǐng)域，這也是高性能計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用方向。我們的成果表明，中國(guó)人不但可以造好超級(jí)計(jì)算機(jī)，也能用好超級(jí)計(jì)算機(jī)?！?br>　　———“工程科技是推動(dòng)人類(lèi)進(jìn)步的發(fā)動(dòng)機(jī)，是產(chǎn)業(yè)革命、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)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(guó)家重大戰(zhàn)略需求，瞄準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和事關(guān)國(guó)家安全的重大工程科技問(wèn)題，緊貼新時(shí)代社會(huì)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(dòng)仗?！?br>　　王蘭寧是學(xué)氣象的，專(zhuān)業(yè)方向是數(shù)值預(yù)報(bào)，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(lì)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(guó)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(jiǎn)單，每天在辦公室和實(shí)驗(yàn)室呆上十幾個(gè)小時(shí)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)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(shí)候高興，解決了bug的時(shí)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(chēng)，做模式研究就像打游戲通關(guān)，打游戲得給人家錢(qián)，現(xiàn)在是拿了工資在做一件非常有意思的事情。
　　話(huà)雖說(shuō)得輕松，其實(shí)一點(diǎn)都不容易。“現(xiàn)在所取得的一點(diǎn)點(diǎn)成績(jī)，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(zhǎng)，變數(shù)大，文章發(fā)表數(shù)相對(duì)少，團(tuán)隊(duì)的一些成員在職稱(chēng)晉級(jí)和績(jī)效考核等方面都受了影響。但是這種努力和堅(jiān)持是值得的。做科研，不可能一蹴而就，坐冷板凳的時(shí)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(gè)由國(guó)內(nèi)高校研發(fā)并參與IPCC第五次耦合模式比較計(jì)劃的地球系統(tǒng)模式，被成功用于評(píng)估碳排放轉(zhuǎn)移國(guó)家貢獻(xiàn)等氣候變化評(píng)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(mén)戶(hù)網(wǎng)站，與中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所、中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站等聯(lián)合研發(fā)的“京津冀及周邊空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)高性能系統(tǒng)”被應(yīng)用于各地空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警及空氣質(zhì)量重污染過(guò)程效果評(píng)估。近年來(lái)，王蘭寧更是帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在采用國(guó)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(guó)產(chǎn)芯片龍芯CPU成功研發(fā)氣象模式，并在國(guó)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(tái)的加速應(yīng)用。