2024年7月,紐約的夏夜悶熱黏膩。哈德遜河畔,剛抵達(dá)哥倫比亞大學(xué)不久、即將開始博士后生涯的何林強(qiáng)攥著手機(jī),反復(fù)讀著博士導(dǎo)師、中國科學(xué)院大氣物理研究所(以下簡(jiǎn)稱大氣所)研究員周天軍的郵件:“我們送投《自然》的文稿一審被拒了,但編輯給了申訴的機(jī)會(huì)。”
他們的論文提出了一個(gè)新的觀點(diǎn):地球過去的暖期可以指示未來南亞夏季風(fēng)的變化。在這之前,學(xué)界對(duì)于不同暖期下南亞季風(fēng)的響應(yīng)問題仍存在較大分歧。
伴隨著哈德遜河畔的閃閃燈光,何林強(qiáng)邊思考邊徘徊!斑@項(xiàng)研究很有價(jià)值,要有信心,不能也不應(yīng)放棄。盡管評(píng)審意見嚴(yán)厲、修改任務(wù)艱巨,只要認(rèn)真對(duì)待,最終還是能顯著提升工作質(zhì)量!
在周天軍的鼓勵(lì)和指導(dǎo)下,他放下沮喪與焦慮,以平靜的心態(tài)開始論文修改工作,和導(dǎo)師反復(fù)討論確定修改方案,用4個(gè)月的時(shí)間、80余頁的文字和圖表,逐一回應(yīng)了三位審稿人的兩輪評(píng)審意見。
近日,何林強(qiáng)的研究刊發(fā)在《自然》雜志。同期,《自然》刊登的評(píng)論文章指出,“該研究利用地球過去的暖期構(gòu)建回歸模型,以驚人的精度描繪了未來南亞夏季風(fēng)的變化,凸顯了古氣候在提升未來預(yù)估準(zhǔn)確性中的巨大潛力!
南亞夏季風(fēng)是全球季風(fēng)系統(tǒng)重要的組成部分,除南亞地區(qū)外,對(duì)于我國青藏高原和西南地區(qū)的氣候也有顯著影響?梢哉f,夏季風(fēng)是打開南亞及其毗鄰地區(qū)雨季的“開關(guān)”。
未來南亞季風(fēng)如何變化也是學(xué)界關(guān)注的問題。在利用氣候模式預(yù)測(cè)的未來增暖情景下,伴隨溫室氣體濃度升高,南亞季風(fēng)降水整體增多,但是驅(qū)動(dòng)季風(fēng)降水的大氣環(huán)流卻在減弱,這對(duì)理解和預(yù)測(cè)季風(fēng)在全球變暖背景下的變化提出了挑戰(zhàn)。
如何解釋這種悖論?古今氣候融合是一條有效途徑。2020年,國家自然科學(xué)基金委員會(huì)啟動(dòng)了“青藏高原地球系統(tǒng)基礎(chǔ)科學(xué)中心”項(xiàng)目,在研究范式上強(qiáng)調(diào)“打通時(shí)間隧道”,周天軍作為項(xiàng)目骨干負(fù)責(zé)西風(fēng)-季風(fēng)演化的研究任務(wù),研究對(duì)象涵蓋了古今不同的冷暖時(shí)期,這為開展古今季風(fēng)融合研究提供了契機(jī)。
2021年,還在大氣所攻讀博士學(xué)位的何林強(qiáng),參加了課題組一篇發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的古今氣候?qū)Ρ鹊奈恼掠懻摃?huì),他對(duì)這一方向產(chǎn)生了濃厚興趣。經(jīng)過和周天軍的討論,他的博士論文選題最終確定在如何利用過去氣候來指示未來季風(fēng)變化這一主題。
在博士研究工作期間,他將目光投向六種典型的增暖情景:中上新世(~3.3–3百萬年前)、末次間冰期(~12.7萬年前)、中全新世(~6000年前),以及未來增暖的三種排放情景(2071-2100年)。通過探討地球過去暖期的季風(fēng)變化特征和機(jī)制,何林強(qiáng)的研究為理解未來變化的悖論提供了新的物理解釋。
“氣候增暖背景下,水汽的作用往往使得南亞季風(fēng)降水增加,而環(huán)流作用通常導(dǎo)致南部降水減少、北部增加。過去和未來增暖下水汽、環(huán)流作用的變化幅度不同,但變化特征一致。二者迭加之下,降水整體增多!焙瘟謴(qiáng)說。
在厘清水汽、環(huán)流變化背后的增暖因素后,他使用地球過去暖期的數(shù)據(jù)構(gòu)建了南亞夏季風(fēng)變化的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)模型,能夠很好地刻畫出氣候模式的直接預(yù)估結(jié)果。
何林強(qiáng)表示,這項(xiàng)研究來源于博士論文《新生代不同暖期亞洲雨季的演變》。在青藏高原地球系統(tǒng)基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目的支持下,該工作從“過去-現(xiàn)在-未來”的視角出發(fā),結(jié)合數(shù)值模擬與代用記錄的比較,揭示了亞洲雨季格局的地質(zhì)演變,并探討了對(duì)未來變化的指示意義。
這項(xiàng)研究融合了古氣候、現(xiàn)代氣候、動(dòng)力學(xué)研究、數(shù)值模擬等方面,首先擺在何林強(qiáng)面前的問題是數(shù)值模擬,他需要完成地質(zhì)暖期片段的氣候模擬。
“地質(zhì)暖期的海陸分布、地形格局等與現(xiàn)代不同,因此需要對(duì)現(xiàn)有氣候模型進(jìn)行調(diào)整。再加上當(dāng)時(shí)大氣中二氧化碳濃度很高,模型通常需要運(yùn)行上千年,才能接近平衡狀態(tài),這非常耗費(fèi)時(shí)間!焙瘟謴(qiáng)解釋道,“最初調(diào)試模型的過程很枯燥,但慢慢熟悉后,就像摸清了它的‘脾氣’,也能更加熟練地運(yùn)用了,我很享受這種和超級(jí)計(jì)算機(jī)的安靜‘對(duì)線年,在克服了數(shù)據(jù)、方法等難題后,何林強(qiáng)博士論文的研究工作陸續(xù)成型,相關(guān)的成果也開始分批整理成文和投稿。
“這章內(nèi)容是整個(gè)博士論文的精華部分,分量很重、創(chuàng)新性很強(qiáng),《自然》雜志應(yīng)該會(huì)歡迎”,2024年6月,在博士畢業(yè)前夕,何林強(qiáng)在周天軍的鼓勵(lì)和具體指導(dǎo)下,將這部分成果整理成文送投了《自然》。
彼時(shí)的他滿懷信心:“這項(xiàng)研究為不同暖期的南亞夏季風(fēng)變化提供了一個(gè)統(tǒng)一的物理解釋框架,學(xué)界應(yīng)該會(huì)感興趣!币恢芎,稿件順利進(jìn)入送審階段。
同年7月,何林強(qiáng)正式博士畢業(yè)。隨后,他啟程赴美國哥倫比亞大學(xué)開展博士后研究。初到紐約的他尚未適應(yīng)新環(huán)境,便收到周天軍的郵件:“文章被拒了,但編輯給了一次申訴機(jī)會(huì)!
這時(shí),周天軍的鼓勵(lì)給了他極大的信心,“與其心懷忐忑,不如腳踏實(shí)地”。他迅速調(diào)整好心態(tài),和周天軍反復(fù)討論后,按照由簡(jiǎn)至繁、分步攻堅(jiān)的步驟,確定了修改方案,同時(shí)邀請(qǐng)氣候模式專家、大氣所研究員郭準(zhǔn)加入作者團(tuán)隊(duì),完成了新增數(shù)值模擬試驗(yàn),提供了更為確鑿的證據(jù)。
2024年11月,修改后的論文重新送審。一個(gè)多月后,他們收到了第二輪審稿意見,得到了充分肯定。其中一位審稿人評(píng)價(jià)道:“我要贊揚(yáng)作者所做的全面修訂以及新加入的敏感性試驗(yàn),這些分析提供了更完整的視角,使整體結(jié)論更加穩(wěn)健!
2025年3月的一天,何林強(qiáng)收到了導(dǎo)師周天軍轉(zhuǎn)發(fā)的一封郵件。標(biāo)題中“論文接收”幾個(gè)字映入眼簾,附言則簡(jiǎn)潔有力地寫著“祝賀林強(qiáng)!”那一刻,他意識(shí)到,博士期間的辛苦努力終于劃上了圓滿的句號(hào)。
這是何林強(qiáng)的首篇《自然》,他坦言,自己的讀博之路并非他人想象的那么順利。盡管早在本科階段就有論文發(fā)表經(jīng)歷,但進(jìn)入課題組的前3年,他幾乎沒有發(fā)論文。
那么這三年主要在做什么呢?“大多數(shù)時(shí)候在思考課題、讀文獻(xiàn)、做實(shí)驗(yàn)、和課題組討論,逐步提高自己,有時(shí)也會(huì)擔(dān)心未來!焙瘟謴(qiáng)說。
“那段時(shí)間我經(jīng)常去健身房,讓自己及時(shí)排解情緒。有些長期卡住的問題,我也會(huì)主動(dòng)找老師和課題組討論,避免困在死胡同里!
他回憶道,剛進(jìn)入課題組時(shí),自己曾流露出“快出結(jié)果、多發(fā)論文”的心態(tài),這很快引起了周天軍的注意。
“博士學(xué)習(xí)階段,最為重要的是科研能力的培養(yǎng),這種能力將是陪伴你終生的成長動(dòng)力?蒲泄ぷ髦卦凇|(zhì)’不在‘量’,你基礎(chǔ)好、能力強(qiáng)、肯努力,只要有敢于挑戰(zhàn)前沿和難點(diǎn)問題的勇氣,未來不必?fù)?dān)心沒有過硬成果”,這番話讓何林強(qiáng)深受觸動(dòng),成為他重新思考并確立努力方向的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
臨近畢業(yè)前一年,聽了周天軍做的《談?wù)勄嗄陮W(xué)者的人生規(guī)劃》的報(bào)告后,他萌生了出國做博士后的念頭,并得到了積極支持,“周老師鼓勵(lì)我多出去看看,因?yàn)橥貙拠H視野、接受中西方不同體系的科研訓(xùn)練對(duì)于青年人的成長很重要!
在接下來的一年,何林強(qiáng)過得緊張、忙碌而又充實(shí),既要撰寫博士論文、修改評(píng)審中的文章,又要寫博士后申請(qǐng)和接受跨洋視頻面試。他幸運(yùn)地收到了幾所美國大學(xué)的博士后錄用意向,最終他接受了哥倫比亞大學(xué)伸來的橄欖枝。
展望未來,何林強(qiáng)計(jì)劃繼續(xù)聚焦地球過去的氣候如何指示未來變化。他表示:“隨著科技的不斷進(jìn)步,數(shù)據(jù)同化、機(jī)器學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)正日益應(yīng)用于古氣候研究。這些工具有望幫助我們更準(zhǔn)確地重建和理解過去的氣候狀態(tài),從而為未來氣候變化提供一面更加真實(shí)、可靠的‘鏡子’。我也會(huì)在這一前沿領(lǐng)域持續(xù)深耕,積極參與國際合作,貢獻(xiàn)作為中國青年學(xué)者的智慧與力量!
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