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成里京:致力還原海洋氣候變化“魔方”

2025年12月01日 科技日報 ?都芃
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成里京(左一)在進行科普講解。受訪者供圖

走進中國科學院大氣物理研究所研究員成里京的辦公室,墻上掛著的一張圖引人注目。這是一幅全球海洋上層2000米熱含量變化時間序列圖。圖中,一條清晰向上的曲線揭示了過去半個多世紀,全球海洋持續變暖的情況。

這張圖是成里京的代表作。過去十多年來,面對海量、紛雜的海洋觀測數據,他和團隊成員像還原魔方一般,對大量數據進行處理、修訂、分析,描繪了一幅海洋氣候變化圖。這是中國學者首次完成此類研究成果。“正如魔方由眾多色塊構成,海洋數據也源自不同時期、不同設備,只有經過準確校正與整合,才能呈現真實的海洋氣候變化圖像。”他說。

不久前,聯合國教科文組織授予37歲的成里京“阿勒福贊獎”,以表彰其為海洋氣候變化提供的科學證據。

修正數據偏差

全球氣候變化是當前人類面臨的最大挑戰之一。在不斷變暖的地球系統中,僅有不到5%的熱量停留在大氣與陸地上。“實際上,超過90%的熱量被海洋吸收儲存了。”成里京告訴記者,正因如此,研究氣候變化必須先弄清海洋的變化。

然而,成里京的科研起點并非海洋或氣候。他本科專業是數學,自認“在數學上不算有天賦”。大三時,他在一次建模比賽中遇到一道與氣候變化相關的題目。“用數學方法解決現實世界中的開放性問題,讓我感到特別興奮。”他說。2009年,在興趣指引與老師推薦下,他進入中國科學院大氣物理研究所攻讀博士學位。

讀博后,成里京接到的第一個課題就是一個學術界的新問題。

研究海洋氣候變化,離不開充足的觀測數據。自20世紀50年代末起,科研人員便開始借助拋棄式探溫儀來監測海洋溫度。“它的外形像一枚小魚雷,投入海中不斷下沉,通過尾部的銅線傳回溫度數據。”成里京拿起一個模型向記者解釋道。

科研人員用這種簡單的設備,在過去半個多世紀里收集了全球300多萬條海洋溫度數據。它們成為研究海洋氣候變化的基礎。然而,這些數據總是出現異常,致使人們無法準確掌握海洋溫度變化,也難以判斷海洋氣候變化情況。

就在成里京讀博前,有學者認為,這種異常是數據偏差造成的。“我讀博后接到的第一個任務,就是研究一套方法,修正這種偏差,還原數據的本來面貌。”他說。

為了找到偏差的根源,成里京開始“惡補”相關知識。“必須理解問題的本質。”他說。遇到問題他就去翻書、查資料,不放過任何一個細小的疑點,直至把每個問題都弄清楚。

2014年,在即將獲得博士學位時,針對數據偏差,成里京提出了一套系統性的修正方法。此時,國際上也陸續有其他團隊提出了相應方法。最終,成里京的方案由于效果更佳、更全面,得到國際學術界的普遍認可,被廣泛采用。

畫出“中國曲線”

在開展拋棄式探溫儀數據偏差修正工作的同時,成里京還立下一個更宏大的目標。2011年,他在微信朋友圈中寫下:要繪出屬于中國人的海洋氣候變化曲線。

喊出豪言壯語后,成里京發現這事做起來并不容易。海洋觀測數據來源多樣、數量龐大。為獲得更準確、全面的數據,成里京不僅分析拋棄式探溫儀傳回的數據,而且對顛倒采水瓶、機械式探溫儀、動物攜帶的傳感器等儀器記錄的海洋數據進行深入分析,開展系統性的偏差溯源、修正、建模工作。“我們面對的是千萬量級的數據,修正過程很枯燥,但容不得一點差錯。”成里京說。

人類能觀測的海洋區域終究是有限的,現有觀測數據存在空間分布不均的問題。為更全面、準確地反映海洋溫度變化,成里京與團隊在考慮海洋物理特性的基礎上,建立了覆蓋全球海洋溫度、鹽度、層結等關鍵變量的格點觀測數據集,并結合觀測數據與一系列氣候模型模擬結果,利用海洋變化的時空相關性,填補了部分海域的熱含量空白。

2017年,成里京發布了海洋上層2000米熱含量分析數據。研究顯示,過去60年間全球海洋變暖速度快于預期,且自20世紀90年代以來變暖顯著加速。這一成果被聯合國政府間氣候變化專門委員會2019年發布的海洋和冰凍圈特別報告《決策者摘要》引用。這是該系列報告自1990年首次發布以來,第一次采用中國學者提供的全球性氣候觀測時間序列數據。截至目前,成里京和團隊已經發布了4版全球海溫變化數據集,為全球氣候變化研究以及我國參與全球氣候治理提供了有力的數據支撐。

用最“笨”的方法

年紀輕輕便成為世界海洋氣候變化研究領域的優秀學者,成里京的秘訣是什么?

“我有個自認為比較好的習慣,就是遇到問題一定要把它研究透徹,而不只是為了完成任務、發文章。”成里京說,一個看似簡單的問題背后,可能隱藏著非常復雜的原因,不是幾句話、幾篇文章能說清的,必須不斷追問、探索,直至觸及本質。“這個過程可能會很辛苦,但能積累很多知識。”成里京說,他不相信捷徑,最“笨”的方法有時反而是最快的,“問題解決了,文章、成果自然就有了”。

下“笨功夫”不等于做無用功。“要在自己擅長的關鍵問題上發力,其他問題則要多請教他人。”成里京告訴記者,自己是“i人”,不善交際,但心態開放、樂于合作。他的多項關鍵成果中都有合作者的貢獻,他常說自己是“站在巨人的肩膀上”。

如今,包括研究生在內,成里京的團隊已經有十多人。科研之外,他將更多精力放在了培養學生上。“我們沒有例會,我和學生都是‘單線’聯系。好像每次大家聚在一起,都是在團建的時候。”成里京笑著說。

不過,成里京對學生并不是沒有要求。“我不要求學生必須發文章,但你要把你研究的問題搞懂,不管是大問題還是小問題。”他說,他鼓勵學生們多走出去看看,做一個心態開放、對研究有熱情的人。為此,他每年都會積極資助學生參與國際學術交流。

與數據打交道是一項“苦差事”——過程枯燥、出成果慢、不確定性大,但成里京樂在其中。“做科研不可能每時每刻都很興奮,大多數時間是平淡的。不過,我們要相信自己做的事,也要相信自己一定能做成。”成里京說,科研需要信念感,去支撐那無數個日夜的漫長跋涉。也正因如此,海洋氣候“魔方”最終被還原的那一刻,是他最快樂的瞬間。

(原載于《科技日報》?2025-12-01?05版)

打印 責任編輯:范思璐

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