氣象研究是傳承也是熱愛(ài)

劉旭

“東風(fēng)急，備斗笠，風(fēng)急云起，愈急必雨?！薄澳巷L(fēng)暖，北風(fēng)寒，東風(fēng)潮濕，西風(fēng)干。”從古至今，氣象與人們的生活有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，人們也從生產(chǎn)生活中摸索出了一系列反映氣象的諺語(yǔ)。

氣象瞬息萬(wàn)變，經(jīng)常引發(fā)一系列災(zāi)害問(wèn)題，不僅給人類(lèi)的生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及國(guó)防建設(shè)等造成直接或間接的損害，甚至?xí)斐纱罅康娜藛T傷亡。因此，氣象研究至關(guān)重要。

在中國(guó)，遠(yuǎn)在3000年前，殷代甲骨文中已有關(guān)于風(fēng)、云、雨、雪、虹、霞、龍卷、雷暴等文字記載，還常卜問(wèn)未來(lái)10天的天氣（稱(chēng)為“卜旬”），并將實(shí)況記錄下來(lái)以資驗(yàn)證?，F(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，氣象觀測(cè)儀器的發(fā)明，探測(cè)手段、通信裝備及計(jì)算工具的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)大氣現(xiàn)象的探索逐漸深入，并逐步發(fā)展為氣象學(xué)。

南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院校聘教授虞越越從事氣象研究多年，在全球大氣質(zhì)量環(huán)流及平流層—對(duì)流層耦合、冬季寒潮的短期和次季節(jié)預(yù)報(bào)等領(lǐng)域取得了一系列優(yōu)秀成果。作為一名青年氣象研究工作者，她始終謹(jǐn)記自己身上所肩負(fù)的職責(zé)，在這一領(lǐng)域奮力前行著。

氣象學(xué)研究的傳承

虞越越與氣象學(xué)的緣分由來(lái)已久。因?yàn)楦赣H是一位氣象工作者，所以她童年大部分時(shí)光都是在氣象觀測(cè)站度過(guò)的。閑暇時(shí)，父親經(jīng)常給她講述如何看云識(shí)天，如何預(yù)報(bào)天氣，從那時(shí)起她就對(duì)氣象產(chǎn)生了濃厚興趣。

因?yàn)楦赣H是氣象人的緣故，同學(xué)也經(jīng)常會(huì)向虞越越詢(xún)問(wèn)天氣狀況，但有時(shí)天氣預(yù)報(bào)的不準(zhǔn)確也難免會(huì)引來(lái)大家的吐槽。因?yàn)橛H身接觸到氣象觀測(cè)，虞越越深知：準(zhǔn)確預(yù)測(cè)天氣，絕非易事。至今，仍有很多人在質(zhì)疑天氣預(yù)報(bào)不準(zhǔn)確，甚至抱怨天氣預(yù)報(bào)是胡扯，調(diào)侃氣象專(zhuān)家是“磚家”，這些都給虞越越帶來(lái)了深深的觸動(dòng)。

“其實(shí)大眾對(duì)于氣象預(yù)報(bào)的難度是不了解的。大家都覺(jué)得人工智能、數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域非常高端，但是細(xì)細(xì)想來(lái)，讓一個(gè)人的大腦去識(shí)別一張臉、學(xué)會(huì)一種技能并不困難，但是憑借一個(gè)人的大腦是絕對(duì)無(wú)法預(yù)測(cè)天氣、氣候的。即使是基于那么多偉大科學(xué)家的智慧凝聚而成的理論、加之運(yùn)用現(xiàn)代如此發(fā)達(dá)的科學(xué)技術(shù)與裝備，仍然不能對(duì)天氣與氣候做到精確預(yù)報(bào)，還需要更多的氣象工作者深入其中做大量的工作，氣象預(yù)報(bào)的難度可見(jiàn)一斑。”虞越越說(shuō)。

而她從事氣象學(xué)研究的初衷也正在于此。她希望能通過(guò)自己的努力，為氣象事業(yè)做出貢獻(xiàn)，哪怕帶來(lái)很小的進(jìn)步，她也愿靜心于此。此外，她還希望在大眾面前為氣象事業(yè)正名，為氣象科普做一些工作，提升老百姓對(duì)氣象工作的理解，減少無(wú)端的質(zhì)疑，提高氣象工作者的幸福感、成就感和社會(huì)滿意度。

以此作為前行的目標(biāo)，虞越越的每一步都走得堅(jiān)定而踏實(shí)。2006年，她考入了享有“中國(guó)氣象人才搖籃”之稱(chēng)的南京信息工程大學(xué)，并順利獲得了大氣科學(xué)學(xué)士學(xué)位。之后，她被保送到中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所攻讀博士學(xué)位，師從任榮彩研究員和吳國(guó)雄院士，在平流層—對(duì)流層相互作用領(lǐng)域研究中打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。博士畢業(yè)后她選擇了出國(guó)留學(xué)，在美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)從事博士后研究，并取得了許多優(yōu)秀的科研成果。

專(zhuān)注寒潮的次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)

氣象學(xué)博大精深，包含諸多研究方向。虞越越的主要研究領(lǐng)域是寒潮的次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)，多年來(lái)，她將研究重點(diǎn)著眼于平流層的環(huán)流信號(hào)，開(kāi)展了一系列探索。

次季節(jié)尺度的天氣預(yù)測(cè)介于常規(guī)天氣預(yù)報(bào)和季節(jié)預(yù)測(cè)之間，是搭建無(wú)縫隙、一體化氣候預(yù)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵與挑戰(zhàn)。世界氣象組織以及國(guó)內(nèi)外氣象業(yè)務(wù)部門(mén)和研究機(jī)構(gòu)一致認(rèn)為，更好地認(rèn)識(shí)與次季節(jié)尺度相關(guān)的物理過(guò)程、尋求次季節(jié)尺度可預(yù)報(bào)性來(lái)源、建立和發(fā)展次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)系統(tǒng)，是大氣科學(xué)領(lǐng)域未來(lái)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題之一。虞越越說(shuō)：“次季節(jié)尺度的天氣預(yù)測(cè)是一塊硬骨頭。在科學(xué)研究前線的我們，尤其是年輕科研工作者，就應(yīng)該勇于啃這塊硬骨頭，做有利于業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)的研究，創(chuàng)造實(shí)實(shí)在在的價(jià)值。”

在人口較為密集的北半球中緯度大陸地區(qū)，冬季的大范圍極端溫度事件是出現(xiàn)最為頻繁、影響最為廣泛的極端天氣。如，2014年11月23日至30日，新疆在8天內(nèi)遭受兩次寒潮襲擊，北疆阿勒泰、塔城、伊犁多地遭遇風(fēng)吹雪，造成車(chē)輛人員被困，道路被迫實(shí)施封閉。多年來(lái)，這類(lèi)寒潮襲擊事件頻發(fā)，而提升北半球冬季極端溫度事件（尤其是低溫事件）的次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)水平，可大大提高其衍生、次生災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警水平，為各級(jí)政府規(guī)劃部署防災(zāi)減災(zāi)各項(xiàng)工作爭(zhēng)取更多時(shí)間，避免或減輕災(zāi)害影響，具有重大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。

目前的研究指出，寒潮的次季節(jié)尺度變化來(lái)源主要有熱帶季節(jié)內(nèi)變率和海表緩變信號(hào)、土壤濕度等陸面緩變信號(hào)、平流層信號(hào)。虞越越的博士導(dǎo)師任榮彩研究員和Ming Cai教授在平流層方面做了非常多優(yōu)秀工作，而她也跟隨他們的腳步走進(jìn)了平流層動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域。

虞越越介紹，做平流層研究的氣象工作者們存在一個(gè)共識(shí)，研究平流層，歸根結(jié)底還是要回歸到對(duì)流層以及地面的天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)問(wèn)題上來(lái)。越來(lái)越多的研究證明數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式對(duì)平流層的異常弱極渦事件、熱帶外地區(qū)的緯向平均溫度等具有一定的次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)能力，而平流層—對(duì)流層的緊密耦合關(guān)系為采用平流層信號(hào)進(jìn)行地面天氣氣候異常的次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)提供了可能。

在過(guò)去7年的研究工作中，虞越越主要圍繞著一個(gè)物理意義較為直接、定量計(jì)算較為客觀的大氣經(jīng)向環(huán)流模型——等熵大氣質(zhì)量環(huán)流展開(kāi)，致力于平流層—對(duì)流層的動(dòng)力耦合機(jī)理及其與寒潮低溫的統(tǒng)計(jì)關(guān)系與本質(zhì)聯(lián)系的研究。在近期的研究成果（Cai et al. 2016）中，她開(kāi)創(chuàng)性地提出了針對(duì)逐個(gè)寒潮低溫事件次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)的一個(gè)潛在的預(yù)報(bào)因子，即平流層向極地凈輸送的暖空氣質(zhì)量指數(shù)。進(jìn)一步研究表明，該指數(shù)存在三大特性：具有一定的次季節(jié)尺度可預(yù)測(cè)性；通過(guò)具有深厚結(jié)構(gòu)的大尺度波動(dòng)與低層向赤道的極地冷空氣質(zhì)量輸送相耦合，進(jìn)而與逐個(gè)大范圍極端溫度事件存在聯(lián)系；實(shí)時(shí)計(jì)算可行，可由業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)模式的實(shí)時(shí)輸出原始場(chǎng)直接計(jì)算得到。這三大特性為冬季北半球氣溫的次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)提供了新思路：首先采用動(dòng)力預(yù)測(cè)方法獲得平流層大氣質(zhì)量環(huán)流強(qiáng)事件的發(fā)生時(shí)間、強(qiáng)度等次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)信息（動(dòng)力模塊），然后結(jié)合平流層大氣質(zhì)量環(huán)流與大陸尺度寒潮低溫事件的統(tǒng)計(jì)關(guān)系（統(tǒng)計(jì)模塊），從而得到歐亞大陸和北美大陸中緯度地區(qū)寒潮低溫事件的次季節(jié)尺度概率預(yù)報(bào)。

向著新的目標(biāo)前行

2017年8月，虞越越正式結(jié)束了美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)的科研工作，回到了祖國(guó)，決心立足于自己的母?！暇┬畔⒐こ檀髮W(xué)，繼續(xù)開(kāi)展科研工作。

“不能閉門(mén)做理論研究，科研成果要落到實(shí)處，才能發(fā)揮應(yīng)有的作用。”虞越越始終堅(jiān)信這一點(diǎn)。目前，虞越越科研的重心仍放在采用平流層信號(hào)對(duì)寒潮和降水的次季節(jié)預(yù)測(cè)工作上，并關(guān)注自己的研究成果在實(shí)際業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用?；貒?guó)后，基于之前的研究基礎(chǔ)，虞越越申請(qǐng)了自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目“基于平流層大氣質(zhì)量環(huán)流的北半球中緯度地區(qū)冬季地面氣溫次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)方法研究”并順利立項(xiàng)。此外，為測(cè)試平流層信號(hào)進(jìn)行寒潮次季節(jié)尺度預(yù)測(cè)的可行性，從2014年10月起，虞越越就與佛羅里達(dá)州立大學(xué)Ming Cai教授及其團(tuán)隊(duì)進(jìn)行試驗(yàn)性預(yù)報(bào)，迄今預(yù)報(bào)水平優(yōu)異?，F(xiàn)如今，他們?nèi)栽谶@一領(lǐng)域做大量的工作，為做出更為精確可靠的次季節(jié)尺度溫度預(yù)測(cè)而努力。

同時(shí)，她還聯(lián)合NASA的Patrick C. Taylor，佛羅里達(dá)州立大學(xué)的Ming Cai教授，研究與寒潮緊密相關(guān)的極地海冰的次季節(jié)—季節(jié)尺度變化。而這部分研究，也將是虞越越今后的另一個(gè)重點(diǎn)研究方向。此外，她還積極參與到其所在的南京信息工程大學(xué)資料同化研究與應(yīng)用中心采用國(guó)內(nèi)外大氣探測(cè)和衛(wèi)星資料進(jìn)行青藏高原區(qū)域天氣氣候研究的工作中去，不斷拓展自己的研究領(lǐng)域，努力尋求新的突破。

除專(zhuān)業(yè)研究外，虞越越還挑起了氣象科普的擔(dān)子。通過(guò)入駐“悟空問(wèn)答”，她為大眾解答氣象方面的疑惑，讓大眾更能切實(shí)理解氣象工作，了解更多的氣象知識(shí)。

兼顧團(tuán)隊(duì)組建和人才培養(yǎng)

每一個(gè)優(yōu)秀科研成果的誕生都離不開(kāi)科研團(tuán)隊(duì)的支撐。在南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院陳海山院長(zhǎng)等領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，虞越越正在配合組建南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院的平流層研究團(tuán)隊(duì)，希望通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作的力量在該領(lǐng)域切實(shí)有效地開(kāi)展科研工作。

科研之外，作為新教師的虞越越也將擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)人才的責(zé)任。教學(xué)方面，憑借多年的海外經(jīng)歷和出色的外語(yǔ)能力，她將承擔(dān)南京信息工程大學(xué)雷丁學(xué)院的全英文授課課程《天氣與氣候?qū)W概論》，真正站上三尺講臺(tái)，教書(shū)育人?？蒲蟹矫?，虞越越正在指導(dǎo)4名本科學(xué)生的畢業(yè)論文，今年將申請(qǐng)培養(yǎng)研究生。

雖然出生于1987年的她年紀(jì)尚輕，人才培養(yǎng)方面的經(jīng)驗(yàn)不多，但虞越越有著自己的一套人才培養(yǎng)心得。因?yàn)楹蛯W(xué)生的年齡差距不是很大，平時(shí)和學(xué)生相處起來(lái)就像朋友一樣。虞越越認(rèn)為這種老師、學(xué)生之間像朋友一樣的自然相處模式，在某些程度上更利于學(xué)生的成長(zhǎng)。她表示，在這樣的相處模式中，無(wú)論什么樣的傻問(wèn)題，學(xué)生都敢問(wèn)，老師的某些觀點(diǎn)和想法不恰當(dāng)，學(xué)生也敢提出來(lái)討論。在她看來(lái)，在培養(yǎng)研究生的初期，幫助找尋學(xué)生的研究興趣、建立起他們的科研自信心、提高他們?cè)诳蒲羞^(guò)程中的自我效能感是最關(guān)鍵的。而走好了這第一步，學(xué)生接下來(lái)的研究工作將會(huì)自然而然、水到渠成。

此外，在研究生的培養(yǎng)過(guò)程中，相較于告訴學(xué)生做什么、怎么做，虞越越更傾向于引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以及尋求解決問(wèn)題的方法。她說(shuō)：“今后的人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該是培養(yǎng)靈動(dòng)的、充滿激情和活力的科研工作者，而不僅僅是一個(gè)編程、畫(huà)圖、寫(xiě)文章卻沒(méi)有獨(dú)立思考能力的高效機(jī)器，這樣才能使科學(xué)研究人員不被固有的程式所困住，掙脫藩籬，做出更多優(yōu)秀的科研成果?！?/p>

志在氣象，歷久彌堅(jiān)；薪火相傳，任重道遠(yuǎn)。作為新一代氣象人中的一員，虞越越立志要把這份對(duì)氣象事業(yè)的熱愛(ài)傳承下去，為我國(guó)的氣象事業(yè)盡一份綿薄之力！