深耕大气科研促创新 助力西部经济发展
经济杂志
《经济》杂志社有限责任公司官方账号。
2024-09-21 08:34
关注

——记兰州大学气候学家王澄海

如何做到准确预测气候变化,让我们提前做好防范准备从而达到防灾减灾的目的,一直是气候学家追求的理想和科学目标。尤其进入20世纪后半叶,全球气候变暖使生命体

受到了生存环境的威胁和挑战,已经成为全球面对的压力和科学问题。我国提出了人类命运共同体倡议并发起行动,持续推进防污减排,为修复大气层做出了表率作用。此举是应对全球气候变化,推动全人类共同福祉、造福人类的重要举措。如果说气候是一个海洋,那么人类就是海洋中的鱼。气候环境是人类赖以生存的基本条件,然而,气候是变化的,恶劣的气候环境的变化往往给人类生存带来危机和灾难。

气候系统是一个复杂的非线性系统,气候预测是世界性的难题。开展气候预测的研究和应用,精确预知未来气候并预警潜在气候风险,为制定应对方案提供科学依据。从事教学研究工作三十余载的甘肃省优秀专家、气候学专家、兰州大学大气科学学院王澄海教授,是土生土长的西北甘肃人,和这片黄土地一样,扎根西部,踏实工作,孜孜不倦,服务社会,言传身教,培养人才,在大气科学的科研和气象教学中不断探寻和育才。

板凳甘坐十年冷,咬定青山不放松

气候模式的发展是气候预测必由之路,气候预测的机理研究是基础,既需要大量的数理知识,应用上也需要丰富实践经验。30余年来,王澄海将所有的业余时间大欧放在气候预测研究中,坚持理论联系实际,要求对科研常怀敬畏之心,坚持不懈地潜心研究,走前人没走过的路,做出我们自己的特色。

经过近40年的积累,王澄海教授带领团队以西部寒、旱区的大气科学为研究领域,较早提出了土壤冻融过程对大气环流的反馈,并系统揭示了其机理。提出了寒区陆面过程中蕴含的土壤冻融过程是仅次于海洋的“缓变”信号,揭示了土壤冻融过程影响大气运动的外强迫机理;提出土壤冻融过程的土壤水分“储存”效应可追溯到一个季节前,从而为跨季节气候预测提供了新信号,并应用于跨季节气候预测的实践。探索研建了气候模式中的多项参数化方案,建立了水热完全耦合的陆面模式FCS,推进了目前等温陆面方案中水热传输过程的认识;建立了一个新的冻融过程参数化方案,显著减小了土壤融化期土壤温湿度的模拟偏差;建立了一个弱而深厚对流过程的参数化方案(Bullock-Wang),减小了模式在灰色区间降水的模拟偏差;从水分再循环理论出发,修正了实际蒸散发的估算方法,量化了干旱区降水中水汽再循环的贡献……。王澄海团队利用AI新技术,研建了基于数值模式的跨季节气候预测方法,为气候预测提供了新思路。在此基础上,在国际著名出版社威利(Wiley)总结出版了《Climatology in Cold Region》(寒区气候学),拓展了气候学研究的新领域。

王澄海教授注重理论联系实际,及实地把理论研究的成果应用于实践。带领团队探索气候预测的机理的基础上,坚持每年2次向国家气候中心提供团队的气候预测结果,为国家气候中心的预测结论形成提供了可靠的信息数据。为政府部门提供了多份气候预测建议报告,避免了多起因气候变化引起的自然灾害对人身及财产的威胁。在研究全球干旱区水汽来源及其变化机理的基础上,深化西北干旱区降水变化的认识,论证了西北地区降水变化的利弊性,并提出了科学应对建议;量化了黄河流域植被变化中人类活动和自然因子的相对贡献,提出了因地制宜地开展植被恢复与重建的建议。并通过媒体向公众科普气象知识,推进公众对气象信息的认识。编著了《气候变化与荒漠化》,参编了多部学术专著。

在西部大开发的背景下。王澄海团队及时将数值天气预报技术和方法,应用在风力和光伏发电功率预测领域。指导和协助相关企业建设了能源数值预报业务系统,开展了以大气数值模式为基础的风电功率预测研究和应用,与国家电力部门合作完成了“中远期可再生能源基地资源特性分析预测模型”,研建了“全球可再生能源开发潜力预测模型”。将干旱区的劣势气候转化成资源,为西部地区成为新能源的重要基地贡献力量。

为了更好地发挥在气候资源领域的作用,依托学校的大力支持,王澄海团队建立了“甘肃省气候资源开发及防灾减灾重点实验室”,建设了风光电场的综合观测站,深入开展风光电场风光潜力和发电的机理研究。在风光电功率预测方面为政府部门提供了多份决策意见并获得采用,带领团队获得授权专利多项,发挥校企结合优势,实现现有专利的有效转化,服务于电力企业和地方经济,团队在“新能源预测关键技术创新及应用推广”比赛中,荣获中国气象服务协会气象科技创新奖。

针对西北地区干旱少雨,王澄海团队从全球干旱区的水汽来源、水汽再循环、蒸散发等角度展开研究,在干旱区气候变化、黄河流域的生态文明建设等方面提出了独特的观点和视角,在国际和国内专业期刊发表论文20余篇。

卅年传授九章术,设帐纵论长望章

作为导师,不仅要讲好课程,还要帮助学生建立专业基础,把科研动态和最新的研究成果及时地通过课堂传授给学生,是教师的基本职责。从事大气科学专业教学近四十余年的王澄海教授,常常以赵九章、涂长望、竺可桢、叶笃正等老一辈气象学家的爱国敬业精神鞭策自己、教化学生,在授课方法上以科研问题为导向,精益求精,注重教学引导。根据教学需求和科研发展,先后编著了《大气数值模式及模拟》,《数值天气预报基础》,《数值天气预报习题解答》等教材,编写了《数值天气预报实践(验)指导书》等校内教材;在研究生教学中,则更多体现出“良友”,对从事研究的同学从文献查阅、科学问题的提出、资料的处理、试(实)验的设计到论文的撰写,王澄海教授都会和学生一起反复讨论、悉心指导。指导的学生荣获甘肃省优秀博士论文(2020年)、甘肃省优秀硕士论文(2015年、2017年),以及“挑战杯”、创新创业等竞赛中获得多项奖项。培养的60余名硕博士研究生,已成为气象、航天、航空、科研教学等单位的业务骨干和高层次人才。近40年来,先后为本科生讲授和开设十余门课程。带领团队建设了“国家级一流课程”,建设成为“全国气象教学团队”。提出和应用的课堂教学、实践教学和课外实践的“三.三”式教学模式,线下线上结合的纵览预习(Survey)—视频学习(Video)—问题及解答(Question)—研读(Read)—作业测验(Quiz)—复习巩固提升(Review)“SV2QR”混合式教学方法都在教学实践中取得了很好的教学效果,获得省级和校级教学成果奖多项。先后获得宝钢优秀教师、甘肃省教学名师、全国气象教学名师的荣誉。是兰州大学“我最喜爱的十大教师”。“舍将青丝霜雪染,志育鲲鹏中华强”,便是他治学和敬业的真实写照。

全球变暖正在深刻地影响着人类生存的方方面面,如何做到未雨绸缪,积极应对诸如极端天气气候事件带来的影响,既关乎全人类的生存安全,也涉及到每个人的日常生活。气候变化下的气候预测任重道远,王澄海教授仍然紧盯科学前沿,活跃在科研的第一线。(文/白小果)

特别声明:本文为人民日报新媒体平台“人民号”作者上传并发布,仅代表作者观点。人民日报仅提供信息发布平台。
打开客户端发表评论