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第三届“非线性最优化方法在大气与海洋科学中的应用”夏季讲习班成功举办
文章来源:  |  发布时间:2021-08-27  |  【打印】 【关闭】  |  浏览:

  

  2021年8月16日-20日,第三届“非线性最优化方法在大气与海洋科学中的应用”夏季讲习班成功举办。该届讲习班由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)和复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院共同举办。讲习班邀请了计算数学与大气和海洋科学领域的众多学者和知名专家进行授课,有来自国内外40多家高校、科研院所、国家和省市气象局等科研与业务单位近200名学员参加了此次讲习班。

 

  讲习班开幕式由LASG副主任段晚锁研究员主持,中科院大气所LASG主任肖子牛研究员和复旦大学大气与海洋科学系副主任温之平教授(主持工作)先后在开幕式上致辞。肖子牛研究员在致辞中高度评价了CNOP方法的发展与应用,并期望CNOP方法能够与人工智能等新兴技术结合,在业务中得到更加广泛的应用。温之平教授充分肯定了讲习班对大气和海洋科学研究的重要意义,殷切希望学员能够利用夏季讲习班的机会,学习和掌握非线性最优化及其应用的相关理论知识,将所学知识应用于大气和海洋科学的研究中,并祝愿讲习班顺利举行。

 

  讲习班授课环节分为三个部分。通过总结前两届讲习班成功举办的经验,本届讲习班特别邀请了两位非线性最优化领域的著名学者授课,他们分别是中国科学院数学与系统科学研究院戴彧虹研究员和中国科学院大学数学科学学院郭田德教授。两位专家分别从非线性最优化理论、方法和算法,以及用机器学习求解非线性最优化问题的新途径等方面进行了详细的讲授。两位专家的授课使学员们充分了解了目前非线性最优化领域的最新进展,以及未来的发展趋势。随后,复旦大学穆穆院士和河海大学王强教授分别就CNOP的提出、发展历程以及在大气和海洋科学中的物理意义进行了介绍,使学员们了解了CNOP方法提出的历史与意义。

 

  CNOP计算的核心问题是数值求解非线性最优化问题,为了进一步指导学员们掌握如何计算CNOP,讲习班邀请了陆军工程大学基础部郑琴教授、同济大学软件学院袁时金教授、河海大学王强教授、中科院大气所徐辉副研究员和周菲凡副研究员进行了授课。授课老师们分别讲授了描述初始条件、模式参数、外强迫和边界条件不确定性的CNOP的计算方法,内容涉及梯度方法、伴随方法与粒子群智能优化方法等。此外,讲习班还安排了上机实习课程,学员们在授课老师的指导下,实时动手调试了计算CNOP的程序,使学员们高效率地理解和掌握计算CNOP的方法与过程。

 

  为了让学员们了解非线性最优化方法在大气和海洋科学中的应用,讲习班特别邀请了来自不同领域的专家进行了有关CNOP应用的介绍。海军舰艇学院笪良龙教授作了题为“海洋水声环境敏感区诊断及其适应性观测”的报告。笪教授及其团队利用CNOP方法识别了南海水声环境预报的目标观测敏感区,据此实施了外场观测,并通过观测系统试验表明了该目标观测对水声环境预报技巧提高的有效性。中科院大气所王斌研究员讲授了“正交CNOP及其在集合预报中的应用”的报告。王斌研究员发展了计算正交CNOP的免伴随集合优化算法,将其应用于我国自主研发的GRAPES全球模式集合预报中,揭示了正交CNOP方法相比奇异向量方法在反映非线性过程影响中的显著优越性,在集合预报中具有更高的预报技巧,从而为将正交CNOP应用于天气和气候事件的集合预报提供了有效途径。中科院南海所彭世球研究员作了“四维变分同化与目标观测在南海海洋环境预报中的应用”的报告。他重点阐述了如何利用CNOP方法识别南海西边界流和黑潮入侵南海的目标观测敏感区,并表明了CNOP方法的应用为南海海洋环境的外场观测和预测提供了有力支持。最后,中国气象局数值预报中心韩威研究员作了题为“CNOP方法在风四卫星探测仪台风目标观测中的业务应用及展望”的报告。他报告了2020年“风云四号”(FY-4)卫星与CNOP理论相结合开展台风目标观测实验的情况,以及使用获得的数据,利用GRAPES业务模式开展台风移动路径实时预测的效果,表明了CNOP-FY-4目标观测能够有效提高台风路径预报技巧。

 

  此外,来自不同科研和业务单位的青年专家和学者,从NAO、ENSO、台风、黑潮、集合预报和陆面过程等方面介绍了CNOP的其他应用。通过专家们的报告,学员们对CNOP方法的应用及其前景有了充分的了解与认识。

 

  在讲习班的闭幕式上,经组委会和授课老师的推荐和评选,最终四名学员获得了第三届夏季讲习班“优秀学员”奖,他们分别是天津大学张亮、中科院大气所侯雨轩、复旦大学纪超鹏和中科院海洋所石其东。LASG副主任段晚锁研究员在线上为获奖学员颁奖。四位优秀学员也发表了获奖感言,他们都表示在夏季暑期班中了解和学习了很多关于非线性最优化理论、CNOP方法及其应用的知识,对于老师们的授课表达了衷心的感谢。

 

  最后,夏季讲习班组委会总召集人穆穆院士对此次讲习班进行了总结,并从大气与海洋科学中的动力学问题、计算资源的高效利用、目标观测、集合预报、人工智能和大数据等方面展望了CNOP的未来发展前景,期望学员们学以致用,将非线性最优化方法应用于解决大气和海洋科学中的重要科学问题和实际预报预测问题。随后,主持人宣布夏季讲习班闭幕。
 
讲习班召集人与特邀嘉宾和专家
 
四名“优秀学员”奖获得者
 
国内外近200名学员参加了讲习班
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