1956年，一場臺風(fēng)突然把鄰居的房子刮倒，兩個孩子被壓死！面對街坊撕心裂肺的哭泣，面對眾人無可奈何的嘆息，一個叫符淙斌的少年開始思考一些長遠問題：“如何避免這樣的人間悲劇，能否提前預(yù)知極端天氣？”
“大概也是從那個時候起，我立下研究氣象的志向，這一干就是半個多世紀。”中國科學(xué)院院士、南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院教授符淙斌說。不久前，南京，《中國科學(xué)報》就全球“氣溫快速轉(zhuǎn)變研究”等問題專訪了符淙斌。
符淙斌院士。受訪者供圖
研究要從實際出發(fā)，而非一味在文獻堆里扒
《中國科學(xué)報》：您和團隊近10年來，圍繞日間或多日間冷暖氣溫快速轉(zhuǎn)變現(xiàn)象完成了一系列研究工作。請問這些工作最早何時開始的？關(guān)于這一現(xiàn)象的研究，有何重要意義？
符淙斌：和很多科學(xué)家一樣，我們的很多研究都是從生活實際中來、從社會需求出發(fā)。比如，我們關(guān)于“氣溫快速轉(zhuǎn)變”現(xiàn)象的研究，始于十多年前的一次親友聚會。
當時，一些親戚朋友在討論天氣變化時，隨口問了我一個問題：“你不是研究氣象的嗎？現(xiàn)在的天氣，怎么一會冷一會熱，像過山車似的，到底是怎么回事啊？是不是和全球變暖有關(guān)啊？”這突如其來的提問，一下子把我給問住了。
我坦陳：“這個問題，我沒研究過，還真回答不上來。但我可以回去查一查。”（編者注：彼時符淙斌已是中國科學(xué)院院士、著名氣象學(xué)家）“問者無心，答者有意。”我開始把更多時間精力放在“氣溫快速轉(zhuǎn)變”現(xiàn)象的研究上。
當時我腦子里就產(chǎn)生一系列問題：第一，民眾的這種感覺是不是有實際觀測數(shù)據(jù)的支持？第二，這種現(xiàn)象確實與全球變暖有關(guān)嗎？第三，它是否表明全球變暖的情況下大氣變得更加不穩(wěn)定？經(jīng)過一段時間的研究，我們和合作者取得了一些研究成果。研究首先從中國開始，2017年，我們在一篇論文中揭示了中國區(qū)域“氣溫快速轉(zhuǎn)變”事件的歷史演變特征，分析了中國區(qū)域“氣溫快速轉(zhuǎn)變”事件與大尺度大氣環(huán)流系統(tǒng)的關(guān)系。
2019年12月，新冠等呼吸道傳染病爆發(fā)，我和中國科學(xué)院院士談?wù)苊袈?lián)合美國佛羅里達州立大學(xué)教授吳召華和南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院進一步開展了全球研究。我們共同揭示了未來北半球中緯度“氣溫快速轉(zhuǎn)變”事件將快速增強，闡明了全球變化增強“氣溫快速轉(zhuǎn)變”事件的影響機制，量化了“氣溫快速轉(zhuǎn)變”事件對流感發(fā)病率的重要影響，預(yù)估出未來“氣溫快速轉(zhuǎn)變”事件的增強將使流感發(fā)病率增強20%-50%。
這篇論文引起了全球反響，論文被美國氣象學(xué)會前會長馬歇爾·謝潑德（Marshall Shepherd）撰文推薦，被世界氣象組織報告多次引用，被哈佛大學(xué)、耶魯大學(xué)、劍橋大學(xué)等的醫(yī)學(xué)院廣泛引用，被《科技日報》《華盛頓郵報》《福布斯》等國內(nèi)外數(shù)十種媒體廣泛報道。
因為有的學(xué)者對我們提出的“氣溫快速轉(zhuǎn)變”指數(shù)和常用的標準差指數(shù)的差異表示質(zhì)疑，2004年我們又專門撰寫論文闡明兩者物理意義的不同以及“氣溫快速轉(zhuǎn)變”指數(shù)的優(yōu)點。
這些看起來比較難懂的研究實際上與人們的生活息息相關(guān)。比如這兩天氣溫從30多攝氏度，突然變成了十幾攝氏度，如果不能提前預(yù)測并做好防范，很多人容易感冒，也可能誘發(fā)一些呼吸道疾病。特別是一些患有心臟病、心血管病的人，突然遭遇忽冷忽熱的天氣，更容易出狀況。
一些極端天氣變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會造成危害。也有做經(jīng)濟研究的人士曾發(fā)文論述快速天氣變化對經(jīng)濟發(fā)展的影響。所以說氣溫的快速變化具有與多方面的影響。這項研究目前取得顯著進展，希望有更多的學(xué)者一起來研究。
《中國科學(xué)報》：我們了解到，您是上海松江人。1956年一場破壞性很強的臺風(fēng)，把鄰居的房子刮倒，兩個孩子被壓死了。這件事與您選擇做氣象學(xué)研究有關(guān)系嗎？
符淙斌：確有一定關(guān)系。我是松江人，我們這個地方幾乎每年都有臺風(fēng)。1956年，一場從浙江象山登陸的大臺風(fēng)席卷而來。松江遭災(zāi)比較嚴重。在我們家對面有一棟房子被臺風(fēng)吹倒了，壓死了兩個小孩，這件我親眼見到的事情，給我留下了非常深刻的印象。也在我心里埋下了“不讓這類人間悲劇再發(fā)生”的愿景。
但我那時對氣象學(xué)還沒有概念。后來選擇學(xué)氣象，也有一些偶然因素。對氣象學(xué)的真正興趣還是被南京大學(xué)錄取之后，慢慢培養(yǎng)起來的。這也和臺風(fēng)也有關(guān)。
因為臺風(fēng)發(fā)生在海上，我就開始思考，為什么臺風(fēng)只能在海上產(chǎn)生，在陸地就不能產(chǎn)生呢？海面那么大，為什么有時候刮臺風(fēng)，有時候不刮，它遵循的是什么規(guī)律？正是帶著對這些問題的疑惑，我繼續(xù)了研究生學(xué)習(xí)。我的畢業(yè)論文做的就是關(guān)于“臺風(fēng)形成過程中的海洋大氣相互作用”的研究。
那個年代做研究不像現(xiàn)在這么方便，研究數(shù)據(jù)需要自己一點點去采集。為了采集海上臺風(fēng)的資料，我們從原始的氣象電碼本上尋找到一些商船的氣候資料編碼和海面溫度等信息數(shù)據(jù)，然后一點點把這些資料填到天氣圖的海上空白處。
運用這樣的笨辦法，我們發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象：只有當冷性的熱帶擾動移動到暖洋面上，形成強烈的海-氣溫差時，并且當大氣的大尺度環(huán)境有利于維持這種環(huán)境時，才有可能像一臺“虹吸機”遠遠不斷的把存儲在海洋中的熱量向大氣輸送。這樣的條件下，熱帶擾動才有可能發(fā)展成為臺風(fēng)。
本文作者與符淙斌院士（中）合影（左一：李思輝，右一：朱漢斌）。劉奇 攝
科研需別出心裁，多些“胡思亂想”又何妨
《中國科學(xué)報》：從創(chuàng)立區(qū)域環(huán)境系統(tǒng)模式研究，到提出“廣義季風(fēng)環(huán)境系統(tǒng)”的新概念；從率先把厄爾尼諾現(xiàn)象同中國氣候聯(lián)系起來，到揭示中部型厄爾尼諾的存在……您認為科研成果的取得，最關(guān)鍵的要素是什么？
符淙斌：我認為最重要的是四個字——“別出心裁”。別出心裁就是不能人云亦云，不能總想著從人家已經(jīng)發(fā)表的論文里撈出點什么。也不能總想著找個有洞的地方去補一補。那樣不可能有創(chuàng)新。
做研究應(yīng)該努力從實踐中找到好的創(chuàng)意、新的想法。這個實踐包括生活實踐、科學(xué)實踐等等。
比如說，廣義季風(fēng)系統(tǒng)，也是我后來提出的“季風(fēng)亞洲區(qū)域集成研究科學(xué)計劃”的框架圖。這個概念是怎么提出來的呢？當時人類活動對全球氣候的影響備受關(guān)注，我就想，既然全球氣候會受到人類活動影響，那么季風(fēng)系統(tǒng)有沒有可能也因為人類活動而產(chǎn)生變化呢？
于是，我們提出“大范圍的土地利用覆蓋會不會影響季風(fēng)系統(tǒng)”的想法。根據(jù)這個想法，我們開始數(shù)值模擬試驗。采用兩種植被數(shù)據(jù)。一個是潛在植被，也就是在沒有人類活動下，由氣候因子決定的植被覆蓋；另一個是現(xiàn)實植被，也就是現(xiàn)在實際觀測到的植被分布。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者之間有很大變化。
于是，我們得出結(jié)論：現(xiàn)代人類活動大范圍改變土地面貌，可以對季風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的影響。然后，我再回到歷史記錄上去查證，也找到了歷史的證據(jù)。
本世紀初，我在第一次全球變化開放大會上做了一個報告，題目是：Can human-induced land-cover change modify the monsoon system？核心就是人類活動是否會影響季風(fēng)系統(tǒng)？報告完了以后爭議非常激烈，一部分人認為這是“胡扯”；一部分人非常支持，說這是個非常先進的思想。
這項研究公開發(fā)表后引起很高關(guān)注。隨著研究的深入，人們普遍承認，人類活動的影響，比如各種排放的影響、土地覆蓋率的影響的確會對季風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。
再舉個例子是關(guān)于海洋對副熱帶高壓影響的研究。這個系統(tǒng)對我國夏季雨帶的位置和強度有非常密切的關(guān)系。但是，氣象部門長期沒有找到好的預(yù)報方法。我做過很多年針對厄爾尼諾的研究。一次偶然的機會，我在中國科學(xué)院大氣物理研究所的資料室里找到了美國剛剛出版的一個太平洋海面溫度圖集（編者注：符淙斌曾在大氣物理所工作多年），我猛然想到著名氣象學(xué)家威廉·皮葉克尼斯（V. Bjerknes）的遙相關(guān)的理論。
“西太平洋副熱帶高壓是不是和赤道海洋溫度變化有關(guān)系？”我用一個笨辦法，把逐年逐月的熱帶太平洋海面溫度數(shù)據(jù)點在柱標紙上。然后把我們掌握的副熱帶高壓的強度、面積指數(shù)等數(shù)據(jù)也一一點出來。突然發(fā)現(xiàn)這兩個曲線非常相像！
接著我們分析它的震蕩周期，發(fā)現(xiàn)這兩個曲線都有3.5年的振蕩。而且副熱帶高壓的變化落后于海面溫度變化3至4個月。我當時就想“好啊！至少可以提前3至4個月知道副熱帶高壓未來的發(fā)展動向了！”
我非常興奮！第二天就找到中央氣象臺長期預(yù)報科，把這個發(fā)現(xiàn)講了出來，專家都很興奮。后來很長一段時間，大家就是用這個方法來做副熱帶高壓預(yù)報的。那個時候的人沒有要什么獎、發(fā)什么文章、占什么專利的想法，都覺得只要把事情做好就行。后來，我又進一步分析了這種關(guān)系的機理。增加了我們使用這個方法的信心。
所以說，科學(xué)研究要想取得成就，需要別出心裁、創(chuàng)新突破，需要“大膽的想象，小心的求證”。但是，大膽設(shè)想不等于胡思亂想，是要悉心思考客觀世界的現(xiàn)象，認真研究現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)。
《中國科學(xué)報》：常言道“天有不測風(fēng)云，氣象變化莫測”。近些年極端氣候多發(fā)，您認為未來的氣象研究真的能幫助人們準確預(yù)知和把握“不測風(fēng)云”嗎？
符淙斌：這就是大氣科學(xué)研究人員的責(zé)任了。現(xiàn)在人類遇到一些棘手問題，一個是全球氣候變暖，一個是各種災(zāi)害氣候的極端發(fā)生，還有一個空氣污染問題。解決這三大問題是人類社會的實際需要。就像恩格斯所說，一旦社會有了某種需要,則這種需要會比十所大學(xué)更能把科學(xué)推向前進。
近些年我一直到處講，現(xiàn)在是大氣科學(xué)發(fā)展最好的時機。你看，前面提到的三大問題，不管是學(xué)什么專業(yè)的，不管是哪個國家和地區(qū)，能繞得開嗎、避得了嗎？從這個意義上來講，從事大氣科學(xué)學(xué)習(xí)和研究非常有前景。
我們再來看諾貝爾獎頒授情況。荷蘭科學(xué)家保羅·約瑟夫·克魯岑（Paul Jozef Crutzen）由于證明了“氮的氧化物會加速平流層中保護地球不受太陽紫外線輻射的臭氧的分解”而與莫利納、羅蘭共同獲得1995年諾貝爾化學(xué)獎。出生于日本的氣候?qū)W家真鍋淑郎（S.Manabe）和德國漢堡的氣象學(xué)家克勞斯·哈塞爾曼（Klaus Hasselmann）獲得2021年諾貝爾物理學(xué)獎。這說明人們越來越認識到大氣科學(xué)之于人類的重要性。
但是，氣象研究可能不像有的行業(yè)那么賺錢。現(xiàn)在很多行業(yè)可以賺很多的錢，大氣科學(xué)不是那樣。但這樣的科學(xué)也需要有人去研究。
一方面，時代不管怎么變，有志于從事科研的人還是需要保持一種科學(xué)獻身精神，不慕浮華、甘于奉獻；另一方面，對于這種不太可能賺大錢的領(lǐng)域，國家層面也應(yīng)該給予更多支持。
相信，各方一道努力，一定能夠讓大氣科學(xué)研究不斷向前邁進，進而服務(wù)國家需求、惠及人類發(fā)展。
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