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2024-06-10 00:12:28
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人(ren)物小传

成里(li)京,1988年生,山西吕梁人(ren),中(zhong)国(guo)科学院大气物理研究所研究员,主要从(cong)事海洋观测数据处理和重建、海洋热(re)含量变化、地球系统能量和水循环(huan)研究。联合国(guo)政府间气候(hou)变化专门委员会2019年发布的海洋和冰冻圈特别报告采用(yong)了(le)成里(li)京团队的研究数据。2020年,他获得“谢义炳青年气象科技奖”。

成里(li)京办公室的墙上,挂有一幅全(quan)球上层海洋热(re)含量变化图。图上,一条曲线持续向上,反映了(le)过去(qu)半个多世纪海洋逐渐变暖的情况(kuang)。

“瞧,这(zhe)条曲线直观反映了(le)人(ren)类(lei)活动对气候(hou)变化的影响,为我们采取应对措(cuo)施提供了(le)科学依据。”成里(li)京告诉记者。

曲线看似简单,背后却(que)凝结着成里(li)京团队10多年的探索和积累。

订正探温仪数据偏(pian)差,破解海洋变暖速度(du)估算难题

全(quan)球变暖,地球多余的热(re)量聚集在(zai)哪儿(er)?科学研究发现,超过90%的热(re)量储存(cun)在(zai)海洋。因此,观察气候(hou)变化,海洋热(re)含量变化是一个重要方向。然而,由于海洋观测的历史(shi)数据质量不高(gao),准确估算海洋变暖速度(du)成为一个难题。

2009年,成里(li)京进入中(zhong)国(guo)科学院大气物理研究所(以下简称“大气物理所”)攻读博士学位。在(zai)导师(shi)的帮助下,他开始了(le)海洋抛弃式探温仪数据偏(pian)差研究。

抛弃式探温仪是测量海洋温度(du)的传感设备,数十年来,它一直是为海洋测“体温”的主要工具。随着研究的深入,专家(jia)们意识到,这(zhe)种“体温计”记录的数据存(cun)在(zai)系统性偏(pian)差。能不能研发出一套技术手段(duan),将系统性偏(pian)差降到最低?

从(cong)数据底层开始钻研,成里(li)京逐渐摸清了(le)数据偏(pian)差来源。2014年,他提出了(le)一个新的偏(pian)差订正方案。此时,国(guo)际上一些课题组也发布了(le)类(lei)似方案,同台竞技,成里(li)京团队的方案由于考虑因素更多、模型更完善,得到国(guo)际学术界的广泛(fan)认可(ke)。

克服观测数据偏(pian)差,新的挑战不断出现。成里(li)京告诉记者,人(ren)类(lei)观测的海洋区域有限,且空间分布不均匀,仅凭(ping)现存(cun)数据无(wu)法描述海洋温度(du)变化全(quan)貌。成里(li)京带(dai)领团队提出了(le)新的数据空间融合方法,结合观测数据和一系列气候(hou)模型的模拟数据,充分利用(yong)海洋变化的时空相关性,填补了(le)一些缺少观测海域的热(re)含量数据空白。

在(zai)上述两个研究基础上,2017年,成里(li)京提出了(le)一个海洋上层2000米热(re)含量估计。研究发现,全(quan)球海洋过去(qu)60年变暖速率显著快(kuai)于以往判断,且海洋变暖在(zai)上世纪90年代(dai)后显著加速。

联合国(guo)政府间气候(hou)变化专门委员会2019年发布海洋和冰冻圈特别报告《决(jue)策者摘要》,其中(zhong)海洋温度(du)条目采用(yong)了(le)成里(li)京团队的研究数据,这(zhe)是该系列报告自(zi)1990年首次发布以来第一次使用(yong)中(zhong)国(guo)学者的全(quan)球性气候(hou)观测数据。

“被引用(yong),意味着对我们研究的认可(ke)。”成里(li)京告诉记者,起初(chu)国(guo)际上有学者质疑其权威性,团队用(yong)扎实的科学数据支撑回应了(le)质疑。

多年如一日与数据打交道,建立涵盖多要素海洋数据库

研究海洋热(re)含量变化需要更为准确的测算,相关的研究者不少,成里(li)京为何能脱(tuo)颖而出?

成里(li)京给出了(le)自(zi)己的答案:下“笨功夫(fu)”。

影响海洋温度(du)变化测算准确程度(du)的因素很多,各个因素在(zai)不同海域、不同时间的影响千差万别。不只是抛弃式探温仪,颠倒采水瓶、机(ji)械式探温仪、动物携带(dai)的传感器等仪器记录海洋数据时都会存(cun)在(zai)偏(pian)差。

有数据记录以来,人(ren)类(lei)收集了(le)总计1700多万条海洋温度(du)观测廓线,总数据超过1亿条。只有尽可(ke)能地熟悉海量数据,与它们“朝夕相处”,才可(ke)能构建出科学的模型。

2009年到2014年,成里(li)京在(zai)大气物理所攻读博士学位期间,天天与数据打交道。除(chu)了(le)研究抛弃式探温仪数据偏(pian)差,成里(li)京逐一对各类(lei)仪器数据展开系统性偏(pian)差的溯(su)源、建模、订正工作(zuo)。为高(gao)效(xiao)识别错误数据,他梳理海量数据中(zhong)不同类(lei)型的错误数据,并逐一进行标记。几年间,他编写(xie)了(le)上万行代(dai)码,尝试(shi)用(yong)不同的方法计算海洋变暖速率。

分析和处理数据,特别考验耐心。成里(li)京回忆,“程序或数据处理上,哪怕忽略一个小问题,工作(zuo)都可(ke)能需要推倒重来。”

越是具有挑战性,越是激起了(le)成里(li)京努力探索的决(jue)心。“必须做经得起时间检(jian)验的研究。”成里(li)京通过一遍遍地分析、处理数据,渐渐摸清了(le)数据的“脾气”。扎实的研究获得了(le)回报,成里(li)京建立起一个涵盖温度(du)、盐度(du)、层结、溶解氧等要素的高(gao)质量的海洋数据库。

“处理数据、构建模型投入时间长(chang)、出成果慢,但(dan)做科研,就(jiu)要认真做有分量、高(gao)质量的成果。”成里(li)京说。

成里(li)京团队在(zai)《科学》等顶级期刊发表论(lun)文40多篇,相关研究成果被国(guo)际学术界广泛(fan)引用(yong),3次入选“中(zhong)国(guo)海洋与湖沼十大科技进展”,2021年入选国(guo)家(jia)“十三五”科技创新成就(jiu)展。

扎扎实实培(pei)养科研团队,为海洋气象研究提供更多人(ren)才

如今,成里(li)京组建了(le)一支包括研究生在(zai)内(nei)10多人(ren)的团队。团队一方面继续在(zai)海洋观测数据方面深耕,为这(zhe)一领域研究者提供技术支撑;另一方面不断探索海洋气象的重要科学问题。

科研之外,成里(li)京把很多精(jing)力放在(zai)了(le)培(pei)养学生上。“我们没有周例(li)会,同学们随时可(ke)以找我交流,我和大家(jia)一起成长(chang)。”成里(li)京说。

在(zai)博士生潘玉(yu)莹看来,对科学研究,成里(li)京总是精(jing)益求精(jing)。2021年,她下很大功夫(fu)写(xie)了(le)一篇关于海洋热(re)含量季(ji)节变化的论(lun)文,自(zi)认为比较满意后提交给成里(li)京。不久,成里(li)京找她细致分析,对有问题的内(nei)容一一给出中(zhong)肯的修改意见(jian)。经过反复修改和数据整理,两年多后这(zhe)篇论(lun)文才最终完成并发表。严格的学术训练让潘玉(yu)莹收获很大。

成里(li)京扎实做研究的治学态度(du)也影响着学生们。从(cong)本科四年级到读博士,谭哲韬一直专注做海洋温度(du)、盐度(du)观测数据的质量控制系统,力图解决(jue)不同测量仪器、测量手段(duan)导致的数据质量参差不齐的难题。“处理数据工作(zuo)很耗时很枯燥,有时甚至(zhi)让人(ren)产生了(le)放弃的念头,是成老师(shi)的鼓励和帮助,让我坚持了(le)下来。”谭哲韬说。

经过高(gao)强度(du)训练,谭哲韬快(kuai)速成长(chang),他主导提出的新一代(dai)海洋温度(du)观测数据质量控制系统获得学术界肯定。该系统已(yi)经在(zai)中(zhong)国(guo)气象局、中(zhong)国(guo)科学院海洋科学数据中(zhong)心等机(ji)构实现了(le)应用(yong),并有望在(zai)未来海洋温度(du)监测中(zhong)发挥作(zuo)用(yong)。

国(guo)内(nei)外对海洋和气候(hou)变化的重视,为年轻的研究者开展科研提供了(le)条件。“他们学术训练底子好,国(guo)际视野开阔(kuo),相信一定能形(xing)成更多原创性的成果。”成里(li)京说,“过去(qu),我们做研究以得到国(guo)际社(she)会认可(ke)为荣,未来我们要争(zheng)做行业引领者,让别人(ren)以得到我们的认可(ke)为荣。”

■记者手记

先苦后甜方结硕果

30多岁的成里(li)京在(zai)海洋气象研究领域取得了(le)不小的成绩,靠的是什么?采访中(zhong),记者体会到,舍得下“笨功夫(fu)”至(zhi)关重要——从(cong)数据底层做起,多年如一日进行琐碎的数据处理并提出解决(jue)问题的方案。正是这(zhe)些从(cong)事基础工作(zuo)的“苦”,换来日后学术成就(jiu)上的“甜”,才有了(le)海洋气候(hou)领域的研究新突破。

科技创新,尤其基础研究周期比较长(chang),是一场“寂寞(mo)的长(chang)跑”,先“苦”后“甜”乃科研规(gui)律。倘若急于求成,热(re)衷“短平快(kuai)”研究,虽能尝到一时之“甜”,却(que)很可(ke)能因为没有打牢基础,最终在(zai)科研竞赛中(zhong)落在(zai)后面。期待更多科研人(ren)员可(ke)以像成里(li)京一样,甘(gan)于先“苦”后“甜”,为我国(guo)的科技创新贡(gong)献(xian)更大力量。

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