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中國科學(xué)院院士、蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院教授黃建平專注半干旱氣候研究——

扎根西北,探究大氣變化機理(講述·弘揚科學(xué)家精神·前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新故事③)

本報記者 宋朝軍
2024年09月18日09:26 | 來源:人民網(wǎng)-《人民日報》
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  黃建平院士(中)帶領(lǐng)學(xué)生在野外科考。
  蘭州大學(xué)供圖

  人物小傳

  黃建平,1962年出生于青海西寧,中國科學(xué)院院士、蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院教授。他長期扎根西北,專注于半干旱氣候變化機理和預(yù)測研究,帶領(lǐng)團隊建立了我國首個半干旱氣候與環(huán)境綜合觀測平臺,研制了適用于極端惡劣條件下作業(yè)的移動監(jiān)測系統(tǒng),攻克了同時探測不同時空尺度環(huán)境污染與氣象災(zāi)害的技術(shù)難題,取得了一系列原創(chuàng)性成果。曾獲國家自然科學(xué)獎二等獎、高等教育(研究生)國家級教學(xué)成果二等獎、首屆全國創(chuàng)新爭先獎等。

 

  在蘭州大學(xué)2024年新入職教職工崗前培訓(xùn)班的一次分享中,一張張徒步荒漠、攀登高原、穿越冰川的照片在屏幕上接連呈現(xiàn),照片里的這些人并非探險隊員,而是中國科學(xué)院院士、蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院教授黃建平帶領(lǐng)的團隊。

  大氣,看不見、摸不著,為何要組隊前往環(huán)境惡劣之地觀測?20多年來,黃建平帶領(lǐng)團隊扎根西北,專注于半干旱氣候變化機理和預(yù)測研究,揭示出一系列氣候變化奧秘。從團隊中成長起來的青年學(xué)者,很多已成為大氣科學(xué)專家,在不同細分領(lǐng)域取得了新成果。

  冒雨踏雪、人拽肩扛,在山頂上建設(shè)綜合監(jiān)測平臺

  1978年,16歲的黃建平考入南京氣象學(xué)院(現(xiàn)為南京信息工程大學(xué)),從此投身大氣科學(xué)研究。畢業(yè)后,黃建平先后進入福建省氣象科學(xué)研究所、中國科學(xué)院蘭州高原大氣物理研究所與蘭州大學(xué)工作和學(xué)習(xí),成為蘭州大學(xué)首位氣象學(xué)博士。

  博士畢業(yè)后,為了緊跟科技前沿,黃建平又先后前往北京大學(xué)及國外高校繼續(xù)深造和工作。在國外時,隨著科研能力的提升與眼界的開闊,回到國內(nèi)從事研究的愿望也越來越強烈。2004年,黃建平回國擔任蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院院長。

  蘭州地處西北內(nèi)陸,毗鄰青藏高原,地處干旱區(qū)和濕潤區(qū)之間,是研究氣候變化的天然試驗場。

  有了“試驗場”,還得有雙“能透視的眼睛”——綜合監(jiān)測平臺?!跋胍@得好的研究成果,就必須拿到第一手的觀測數(shù)據(jù)?!秉S建平說。

  曾經(jīng),氣象觀測多是單要素觀測,但氣候變化因素復(fù)雜繁多,若能把各個要素整合起來,就會提供更有價值的數(shù)據(jù)。“就像用一臺X光機透視大氣,需要把不同時間和尺度的觀測集中在一起。”黃建平說。

  經(jīng)過反復(fù)測定,蘭州大學(xué)榆中校區(qū)的萃英山進入黃建平的視線,這里海拔1970米,有適宜觀測的自然條件。但對于建設(shè)者和觀測者來說,這里的工作條件卻很艱苦。

  那時的萃英山,上山的路沒硬化,只有幾條土路、約600級高低錯落的臨時臺階……黃建平帶領(lǐng)幾十個人,人工搬、小車推,小的器件就一個人背,大的設(shè)備就一起抬,冒雨踏雪、人拽肩扛搬運設(shè)備,建設(shè)觀測站。

  從2005年5月起的幾個月時間里,30多臺觀測設(shè)備被運到山上,大家一邊組裝、一邊觀測。最終,占地100畝的“蘭州大學(xué)半干旱氣候與環(huán)境觀測站”成功建成,成為我國西北地區(qū)首個具有國際水準的綜合監(jiān)測平臺,填補了西北地區(qū)氣溶膠、云、降水、陸—氣相互作用等長期連續(xù)綜合集成觀測的空白,開啟了我國半干旱氣候變化的系統(tǒng)監(jiān)測研究。如今,觀測站的設(shè)備已超過100臺,觀測站面積也拓展到了200多畝,觀測成果不斷涌現(xiàn)。

  追著沙塵跑,在沙漠邊緣積累極端天氣研究數(shù)據(jù)

  沙塵暴的形成機理是什么?不同地區(qū)的沙塵暴有何區(qū)別?為了研究沙塵暴及其背后的大氣科學(xué)原理,黃建平帶領(lǐng)團隊一次次“追著沙塵跑”。

  2008年,黃建平在甘肅省白銀市景泰縣的野外找到了一處觀測地,這里地處黃土高原與騰格里沙漠過渡地帶,常年干旱缺水。在接近沙漠的地區(qū),沙塵顆粒相對純凈,有利于對比驗證監(jiān)測數(shù)據(jù),綜合考慮距離、風(fēng)速等因素,黃建平把這里確定為沙塵觀測地。一個帳篷輪流值班、一座廢棄農(nóng)場當作宿舍……在這樣的條件下,黃建平和學(xué)生們一待就是3個多月,積累了大量的觀測數(shù)據(jù)。

  漸漸地,開展極端天氣相關(guān)的環(huán)境氣候監(jiān)測成為團隊的一項常規(guī)性工作。2010年春季,黃建平又帶領(lǐng)團隊來到甘肅省武威市民勤縣,在巴丹吉林沙漠邊緣建起了一座移動觀測站。

  在黃建平的回憶中,在民勤縣的觀測,一邊要“盯著沙塵”,另一邊也要“躲著沙塵”。好幾次,沙塵暴來得過快,來不及關(guān)閉室外的儀器,黃建平就要帶著學(xué)生們就近找掩體躲避。沙塵暴過后,觀測站里,床鋪上、儀器設(shè)備上都覆蓋了一層厚厚的沙土。但正是由于沙塵暴突然來襲,設(shè)備完美捕捉到了沙塵暴演化的全過程,為研究我國西北地區(qū)典型沙塵暴現(xiàn)象提供了寶貴的基礎(chǔ)資料。

  把觀測站建到塔克拉瑪干沙漠里、參與第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究……黃建平每年有半年多時間都在野外科考。在長期的科研過程中,他建立了“沙塵與云和降水相互作用及對干旱氣候影響”基礎(chǔ)理論,并在國際上首次提出亞洲沙塵氣溶膠半直接效應(yīng)的干旱化作用,首次發(fā)現(xiàn)了青藏高原夏季沙塵暴的典型特征。

  教書育人,鼓勵學(xué)生開展基于興趣的研究

  一輛輛汽車駛過,蘭州大學(xué)氣候?qū)W系教授陳思宇正帶著學(xué)生們在馬路邊用儀器記錄車輛數(shù)據(jù)、進行揚塵采樣,五六個人相互配合、有條不紊……“每個學(xué)生都要選好一個科研題目,尋找科學(xué)探索的具體方向。這是我從黃老師教書育人的經(jīng)驗中學(xué)到的?!标愃加钫f。

  “我會讓學(xué)生選擇一個可以開展長期研究的課題。他們科研中的每一步,我都會時刻關(guān)注?!秉S建平說。

  2008年,即將本科畢業(yè)的陳思宇加入黃建平團隊。黃建平根據(jù)她的專業(yè)興趣,為她確定了“沙塵和氣候變化”研究方向。在黃建平的幫助下,陳思宇不斷在該研究方向上拓展提升,基于改進以后的數(shù)值模式,系統(tǒng)揭示了沙塵氣溶膠與氣候環(huán)境復(fù)雜反饋機制。

  多年來,黃建平培養(yǎng)出60多名優(yōu)秀的中青年科研工作者——黃忠偉建立激光雷達網(wǎng)和氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警系統(tǒng),管曉丹發(fā)現(xiàn)半干旱地區(qū)顯著增溫現(xiàn)象,王鑫用翔實的試驗數(shù)據(jù)填補了我國積雪中黑碳氣溶膠觀測研究的空白……這些科研工作者很多都留在了西部,接力推動著我國大氣科學(xué)領(lǐng)域的研究不斷向前。

  在西北內(nèi)陸,能做出海洋氣候研究的成果嗎?剛開始,95后博士后李昶豫也曾聽到過類似質(zhì)疑,但黃建平非常支持他:“國家有需要,我們有基礎(chǔ),你個人有興趣,那就放手去做!”

  其實,通過互聯(lián)網(wǎng),在西部和東部收集開源的海洋數(shù)據(jù)不難,難在分析和研究。黃建平一步步引導(dǎo),6年多時間里,時常能看到李昶豫抱著一沓硬盤,穿梭于蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院和超算中心之間。依托海量數(shù)據(jù)和團隊扎實的科研能力,李昶豫漸漸找到了研究路徑。他成功量化了海洋中氧收支各個過程的貢獻,并發(fā)現(xiàn)了氣候變化下海洋溶解氧的加速“逃逸”現(xiàn)象。這些成果為進一步理解地球系統(tǒng)氧循環(huán)及其與碳匯的關(guān)系提供了重要支撐,相關(guān)成果在地球物理研究領(lǐng)域重點期刊上刊發(fā)。

  近年來,黃建平還把一部分精力投入到科普上。今年以來,黃建平已經(jīng)先后前往多個高校和科研院所進行演講?!白鎳男枰褪俏覀兦斑M的方向”是他最常用的題目,他還常用一句話同大家共勉——“堅守,只因熱愛”。

 

  記者手記

  扎實探索  嚴謹治學(xué)

  才者,材也,養(yǎng)之貴素,使之貴器。采訪中,黃建平院士說起前輩科研工作者對他的幫助,也多次提及自己學(xué)生的科研成果。他既是在國家、學(xué)校對青年科技人才的培養(yǎng)下成長起來的,也以實際行動培養(yǎng)出更多后輩。

  正是前輩們以身作則、率先垂范,青年科技工作者才有了嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。科研成果的取得離不開扎實的探索,探大漠、上冰川、跨戈壁,黃建平一直沖在前面,帶領(lǐng)學(xué)生們不斷成長;搞觀測、采數(shù)據(jù)、做項目,黃建平教導(dǎo)一屆屆學(xué)生,要始終不忘國家的需要。

  正是因為前輩們甘為人梯、獎掖后學(xué),青年科技工作者才有了更廣闊的舞臺。培養(yǎng)年輕人出新出彩,是科研報國精神的傳遞,也有助于實現(xiàn)高水平科技自立自強。科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源,要鼓勵青年科技工作者不斷向科學(xué)技術(shù)廣度和深度進軍,進而推動科技創(chuàng)新成果源源不斷涌現(xiàn)。

  《 人民日報 》( 2024年09月18日 06 版)

(責(zé)編:袁菡苓、羅昱)

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