氣象學(xué)人：地球未來(lái)的“預(yù)言家”

采寫(xiě)/金竹　葉昊文　整理 / 張智威

姓 名 應(yīng) 俊

單 位 自然資源部第二海洋研究所

身 份 氣象科研工作者

大氣環(huán)流、全球變暖、熱帶海—?dú)庀嗷プ饔谩⒍驙柲嶂Z現(xiàn)象與拉尼娜現(xiàn)象……這些字眼，有的在新聞上出現(xiàn)過(guò)，有的你也許從沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)，是不是感覺(jué)離日常生活很遙遠(yuǎn)呢？別急著翻頁(yè)，我接下來(lái)要講的故事，可能會(huì)讓你重新認(rèn)識(shí)這片天空。

我和你們差不多大時(shí)，浙江的農(nóng)村大多是磚瓦房屋。每年臺(tái)風(fēng)季，村里有不少人家要遭殃，我家的屋頂也被掀過(guò)幾次。后來(lái)生活水平提高了，一家人住進(jìn)了瘦長(zhǎng)的獨(dú)棟小樓，可還沒(méi)高興多久，就遇上2004年的“云娜”臺(tái)風(fēng)。這場(chǎng)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)重創(chuàng)了包括我老家仙居在內(nèi)的浙江省多地，我和家人也在“云娜”登陸的那晚被緊急轉(zhuǎn)移至親戚家過(guò)夜。

由于損失過(guò)于慘重，“云娜”這個(gè)代號(hào)在當(dāng)年臺(tái)風(fēng)季結(jié)束后被除名。氣象災(zāi)害留下的陰影，讓人們不愿意再提起這個(gè)原本溫柔的名字。我望著陰沉的天空和幸存的小樓，第一次直觀地感受到大自然的殘酷——未來(lái)，我有沒(méi)有可能去探求這些狂風(fēng)暴雨背后的原因，并預(yù)測(cè)這些災(zāi)難的發(fā)生呢？

高考那年，我選擇了大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)開(kāi)設(shè)這門(mén)專(zhuān)業(yè)的學(xué)校不過(guò)七八所，至今也才十余所。親戚們聽(tīng)說(shuō)我學(xué)大氣科學(xué)，以為我將要過(guò)著日常去野外放探空氣球的日子。但實(shí)際上，氣象科學(xué)的研究無(wú)法憑直覺(jué)想象，需要深厚的數(shù)學(xué)、物理功底，以及強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)編程能力，力學(xué)、熱學(xué)、高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、流體力學(xué)、計(jì)算機(jī)編程……每學(xué)年的課程表都排得滿滿當(dāng)當(dāng)?shù)模恳婚T(mén)課都馬虎不得！哪怕我現(xiàn)在已工作數(shù)年，成為研究生導(dǎo)師，我還經(jīng)常把大學(xué)時(shí)期的專(zhuān)業(yè)書(shū)和筆記翻出來(lái)，一遍遍推敲琢磨。

嚴(yán)謹(jǐn)、復(fù)雜又高要求的學(xué)業(yè)嚇跑過(guò)很多人，本科四年就有不少同學(xué)中途退學(xué)，但堅(jiān)持下來(lái)的人都有所收獲。全國(guó)有那么多氣象局、民用航空部門(mén)，這就意味著對(duì)大氣科學(xué)專(zhuān)業(yè)人才的需求量很大。我的很多同窗如今已成為各地氣象局的技術(shù)骨干、高級(jí)工程師、首席氣象預(yù)報(bào)員或氣象局局長(zhǎng)——閃閃發(fā)光的職稱(chēng)背后，離不開(kāi)寒窗數(shù)年的鉆研和拼搏。

我也曾在省氣象局實(shí)習(xí)過(guò)，但我很快意識(shí)到，天氣預(yù)報(bào)并不能“預(yù)測(cè)若干年以后的未來(lái)”。如果你稍加觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分的天氣預(yù)報(bào)不會(huì)發(fā)布兩周以后的天氣狀況，這實(shí)際上與混沌學(xué)理論有關(guān)，其中主要涉及由美國(guó)氣象學(xué)家洛倫茨提出的蝴蝶效應(yīng)：“一只南美洲亞馬孫河流域熱帶雨林中的蝴蝶，偶爾動(dòng)幾下翅膀，可以在兩周以后引起美國(guó)得克薩斯州的一場(chǎng)龍卷風(fēng)。”這意味著天氣演變過(guò)程中任何一點(diǎn)微小的擾動(dòng)，都會(huì)引發(fā)連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致結(jié)果無(wú)法預(yù)測(cè)。

經(jīng)歷了兩個(gè)星期的氣象局實(shí)習(xí)后，我發(fā)現(xiàn)自己的“野心”更大了，想要預(yù)知多年以后的氣候變遷，成為一個(gè)氣候領(lǐng)域的“預(yù)言家”，而這并不能從氣象局的預(yù)報(bào)工作中實(shí)現(xiàn)，投身于氣象科研，看起來(lái)是更適合我的選擇。

本科結(jié)束時(shí)，我以大學(xué)四年專(zhuān)業(yè)第一的成績(jī)進(jìn)入云南大學(xué)與中國(guó)科學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生序列，并在三年后成功考入中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所，成為我國(guó)著名氣象學(xué)家黃榮輝院士的學(xué)生。博士畢業(yè)后，我的論文拿到了“中國(guó)科學(xué)院優(yōu)秀博士學(xué)位論文”的榮譽(yù)，這讓我堅(jiān)信，自己可以在“氣候預(yù)言家”這條路上闖一闖。后來(lái)，我前往英國(guó)訪學(xué)，發(fā)現(xiàn)即便在全世界氣象專(zhuān)業(yè)最強(qiáng)之一的院校里，我們國(guó)家的氣象人才在學(xué)術(shù)理念和執(zhí)行力方面也毫不遜色。那段時(shí)間，我還第一次以第一兼通訊作者身份在《自然》（Nature）子刊《自然氣候變化》（Nature Climate Change）上發(fā)表論文。科研之路漫漫，正是沿途點(diǎn)滴的成就感，緩解了我的階段性疲憊，支撐著我往前走。

氣象科研之所以難，是因?yàn)榭茖W(xué)家不僅要發(fā)現(xiàn)新的氣候特征，還要研究這些特征產(chǎn)生的原因，并預(yù)測(cè)未來(lái)十年甚至幾十年的氣候變化。這樁差事執(zhí)行不易，但意義也非同凡響——國(guó)家能根據(jù)我們的研究結(jié)果制定相應(yīng)的對(duì)策，做到早預(yù)警、早行動(dòng)。比如我們常提到的“1.5 ℃溫控目標(biāo)”“碳達(dá)峰”“碳中和”，這些概念不是憑空產(chǎn)生的，而是相關(guān)部門(mén)基于氣候?qū)W家的研究結(jié)果并經(jīng)多方協(xié)商后提出的。

就拿我研究的厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象舉例，這是驅(qū)動(dòng)全球氣候變化的關(guān)鍵因素之一，對(duì)我國(guó)的氣候影響也十分重大。厄爾尼諾主要指太平洋東部和中部的熱帶海洋的海水溫度異常地持續(xù)變暖，厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的冬季容易導(dǎo)致“暖冬”，而次年夏天又容易導(dǎo)致長(zhǎng)江中下游地區(qū)的洪澇災(zāi)害；相反，拉尼娜是指赤道附近東太平洋水溫反常下降的一種現(xiàn)象，它會(huì)招致冬季出現(xiàn)更多雨雪冰凍災(zāi)害，新聞中提到的特大洪水、雪災(zāi)，背后常有這一因素的推波助瀾。

值得注意的是，厄爾尼諾、拉尼娜是自然界本就存在的現(xiàn)象，即便地球上沒(méi)有人類(lèi)，它們依舊會(huì)發(fā)生，人類(lèi)過(guò)度碳排放等行為則會(huì)影響這些現(xiàn)象。人與自然處于一種微妙的關(guān)系中：一方面，人類(lèi)在大自然面前是渺小的，早在當(dāng)年那場(chǎng)“云娜”臺(tái)風(fēng)中，我就意識(shí)到已釀成的災(zāi)害難以挽回；但另一方面，人類(lèi)也并非窮途末路，我們可以通過(guò)持續(xù)改變生活方式，影響10年、20年乃至100年后災(zāi)害發(fā)生的頻率和強(qiáng)度。氣象科研工作者的職責(zé)，就是從專(zhuān)業(yè)角度去合理地計(jì)算、預(yù)測(cè)未來(lái)，幫助人類(lèi)提早部署，扭轉(zhuǎn)幾十年后可能發(fā)生的天災(zāi)。

氣象學(xué)人在不同的時(shí)空維度穿梭，仰望頭頂?shù)奶炜?，與未來(lái)的人類(lèi)對(duì)話。地球環(huán)境不是一朝一夕惡化的，想要讓自然界恢復(fù)如初也不是一代人能完成的任務(wù)。因此，氣象于中學(xué)生而言，并非一個(gè)“遠(yuǎn)在天邊”的名詞，而是“近在眼前”的重要命題。在心底種下一顆種子，了解這個(gè)星球的過(guò)往與未來(lái)、機(jī)遇與挑戰(zhàn)。從小事做起，節(jié)約紙張、隨手關(guān)燈、調(diào)整空調(diào)溫度、購(gòu)置電器時(shí)注意能效指標(biāo)……等到你們步入社會(huì)時(shí)，就有更強(qiáng)大的能力，做更多有意義的貢獻(xiàn)。

氣象科研工作者的日常，不全是坐在實(shí)驗(yàn)室和論文面面相覷。我曾參與過(guò)一次科考活動(dòng)，在南海上投放浮標(biāo)，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。科考船根據(jù)出海遠(yuǎn)近分為不同噸位，大型科考船如開(kāi)往極地的“雪龍?zhí)枴保瑒?dòng)輒以萬(wàn)噸起步，船只又大又穩(wěn)。而我當(dāng)時(shí)搭乘的科考船不到千噸，在南海上搖搖晃晃，我又是個(gè)典型“旱鴨子”，暈頭轉(zhuǎn)向地在海上漂了一星期。大多數(shù)時(shí)候，我在海上完成浮標(biāo)的投放和回收事宜后，就趕緊摸索著回房間躺平。但和我同行的幾個(gè)健壯水手，不僅整日談笑風(fēng)生，還經(jīng)常聚集在甲板上海釣。大海像一座寶庫(kù)，稀奇古怪的魚(yú)蝦都能遇上，你永遠(yuǎn)猜不到下一竿子會(huì)釣到什么驚喜。

我不擅長(zhǎng)海釣，也不太懂海洋生物，我最常做的是在甲板上看海天一色。科考船駛?cè)氪蠛Ｉ钐?，海水純凈，天空湛藍(lán)。夜里，萬(wàn)籟俱寂，只有漫天星星低語(yǔ)。到達(dá)赤道附近時(shí)，這種直擊心靈的靜謐感更強(qiáng)烈。我每天都在和氣象數(shù)據(jù)打交道，可當(dāng)天空真實(shí)地鋪展在眼前時(shí)，我仍久久不能忘卻那種天人合一的震撼。

除了出海，部分氣象工作者還需要經(jīng)常去野外，因?yàn)楹芏鄽庀蠓?wù)工作，比如人工降水、放大氣探測(cè)氣球，都需要在開(kāi)闊的野外進(jìn)行。氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備的擺放有講究，需要避開(kāi)市中心的高大建筑物，幽靜開(kāi)闊的郊區(qū)往往是極佳選擇。有些氣象站交通便利、硬件設(shè)施齊全，但有些偏遠(yuǎn)地區(qū)的氣象站就顯得冷清了。這些站點(diǎn)往往只有一到兩個(gè)工作人員，人跡罕至，連基本的食物和飲用水都需要利用專(zhuān)門(mén)的途徑來(lái)保障。

我的一位本科師兄，畢業(yè)后去了我國(guó)最南端海南三沙市做氣象工作，在條件艱苦的海島上一守就是好幾年。早些年氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)全靠人工記錄，每隔6小時(shí)一次，24小時(shí)不間斷。如今觀測(cè)設(shè)備逐漸更新，但仍需要師兄這樣的“守島人”維護(hù)和校準(zhǔn)設(shè)備，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量。來(lái)自邊疆的第一手寶貴資料，對(duì)我國(guó)科研領(lǐng)域意義重大。可以說(shuō)，沒(méi)有這些“守島人”長(zhǎng)年累月地采集數(shù)據(jù)，就沒(méi)有我們?cè)诳蒲猩系暮芏嗤黄啤?/p>

忍受孤獨(dú)，幾乎是每個(gè)氣象學(xué)人成長(zhǎng)的必經(jīng)之路。我在讀博期間，需要從北京奧運(yùn)村附近乘公交車(chē)前往在中關(guān)村的辦公室。由于經(jīng)常堵車(chē)，我就養(yǎng)成了在公交車(chē)上琢磨科研問(wèn)題的習(xí)慣，再到辦公室去一一驗(yàn)證?？蒲泄ぷ魇亲杂啥月傻?，做什么研究，出什么成果，沒(méi)人來(lái)詢問(wèn)或督促，一切都是出于自己的信念。駐守于三沙群島的師兄，坐在實(shí)驗(yàn)室里的我，以及奮斗于各自崗位的氣象學(xué)人，我們與天空云層打交道，我們心懷山海開(kāi)闊的理想。