劉賀

2015年2月10日，第十一批“千人計(jì)劃”青年人才名單公示，北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系研究員（或助理教授）李婧的名字赫然在列?！捌鋵?shí)回國(guó)是一個(gè)必然的結(jié)果，只是時(shí)間早晚的問(wèn)題而已?！崩铈喝缡钦f(shuō)道。

2006年，從北京大學(xué)本科畢業(yè)的李婧，來(lái)到了哥倫比亞大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)學(xué)院。這一去，便是9年的時(shí)間?！氨M管在美國(guó)待了9年，但其實(shí)我一直都知道以后肯定會(huì)回來(lái)的?！崩铈赫f(shuō)道，“不管是基于父母還是個(gè)人工作發(fā)展的原因，回國(guó)都是必然選擇，缺的只是一個(gè)契機(jī)?！憋@然，“千人計(jì)劃”青年人才就是這個(gè)契機(jī)。

9年積淀與薄發(fā)

提起“氣溶膠”可能沒(méi)有多少人熟悉，但是說(shuō)到近年來(lái)時(shí)興的熱詞——“霧霾”，卻幾乎盡人皆知。其實(shí)，天空中的云、霧、塵埃，工業(yè)上和運(yùn)輸業(yè)上用的鍋爐和各種發(fā)動(dòng)機(jī)里未燃盡的燃料所形成的煙，采礦、采石場(chǎng)磨材和糧食加工時(shí)所形成的固體粉塵，人造的掩蔽煙幕和毒煙等都是氣溶膠的具體實(shí)例。

“氣溶膠的化學(xué)組成十分復(fù)雜，對(duì)氣候會(huì)產(chǎn)生影響，但是目前為止又沒(méi)有準(zhǔn)確的答案，非常值得研究。”從小就熱愛(ài)科學(xué)的李婧，對(duì)一切神秘的事物都非常地感興趣，大學(xué)前最想報(bào)的專(zhuān)業(yè)是天文和考古學(xué)。盡管沒(méi)有完成最初的夢(mèng)想，但李婧仍然在現(xiàn)在的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域里找到了樂(lè)趣所在。而美國(guó)就是讓她茁壯成長(zhǎng)的“土壤”。

在哥倫比亞大學(xué)攻讀博士期間，李婧主要在NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）資深研究員與美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)院士Andrew Lacis研究組進(jìn)行氣溶膠模擬、氣溶膠輻射效應(yīng)及衛(wèi)星遙感方面的研究。她還建立了一套氣溶膠參數(shù)化的優(yōu)化系統(tǒng)，極大改進(jìn)了GISS氣候模式中的氣溶膠氣候場(chǎng)。同時(shí)利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)沙塵、炭黑氣溶膠來(lái)源進(jìn)行分析，并發(fā)現(xiàn)了氣溶膠變化與ENSO（厄爾尼諾循環(huán)）的關(guān)系。

在NASA研究所工作時(shí)，李婧還申請(qǐng)到了NASA博士后獎(jiǎng)學(xué)金。2011年，從哥倫比亞大學(xué)博士畢業(yè)后，她就來(lái)到了NASA繼續(xù)做博士后研究。這段期間，她還參與了Glory項(xiàng)目以及AVHRR氣溶膠反演項(xiàng)目，并分析了氣溶膠的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)以及對(duì)氣候的影響，取得了一系列創(chuàng)新性成果。

在氣溶膠觀(guān)測(cè)與模擬方面，李婧通過(guò)對(duì)多種氣溶膠衛(wèi)星觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析、比較與校驗(yàn)，發(fā)展了一套新的譜分析方法-Combined Maximum Covariance Analysis （CMCA），并首次將多種譜分析方法-PCA、MCA與CPCA應(yīng)用到衛(wèi)星數(shù)據(jù)校驗(yàn)中。與傳統(tǒng)校驗(yàn)方法相比，譜分析方法有效地量化了不同衛(wèi)星數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，并將評(píng)估比較與氣溶膠種類(lèi)、來(lái)源和物理現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)，為改進(jìn)氣溶膠遙感觀(guān)測(cè)提供了重要依據(jù)。

同時(shí)，在對(duì)全球氣溶膠（特別是吸收性氣溶膠）的空間分布與長(zhǎng)期變化趨勢(shì)的研究領(lǐng)域，她利用三組不同衛(wèi)星反演吸收性氣溶膠指數(shù)（AAI）數(shù)據(jù)分析沙塵與炭黑的來(lái)源、季節(jié)變化與長(zhǎng)期趨勢(shì)，最后發(fā)現(xiàn)了新的沙塵來(lái)源；還發(fā)展了一個(gè)基于主成份分析的方法，首次將衛(wèi)星觀(guān)測(cè)到的平流層氣溶膠信號(hào)與對(duì)流層氣溶膠分離開(kāi)來(lái)，以便更好評(píng)估人類(lèi)活動(dòng)引起的氣溶膠變化；并應(yīng)用三種不同方法得到對(duì)氣溶膠變化趨勢(shì)的可靠分析和估計(jì)。

針對(duì)氣候模式中氣溶膠參數(shù)化的改進(jìn)方面，李婧建立了一套針對(duì)GISS全球氣候模式（ModelE）的優(yōu)化系統(tǒng)，利用變分法有效改進(jìn)了氣候模式中的氣溶膠參數(shù)化，極大降低了模式結(jié)果與觀(guān)測(cè)的誤差，將模式氣溶膠場(chǎng)的準(zhǔn)確度提高近20%。這一系統(tǒng)已被用于ModelE的CMIP5實(shí)驗(yàn)以及多種其他實(shí)驗(yàn)中。

此外，她還使用多種衛(wèi)星及地面觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)北美地表PM2.5含量進(jìn)行估計(jì)和預(yù)測(cè)，用觀(guān)測(cè)站數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并分析了主要誤差來(lái)源，包括氣溶膠的垂直分布以及云造成的衛(wèi)星采樣率降低的影響，為利用衛(wèi)星觀(guān)測(cè)大面積檢測(cè)PM2.5提供了有效方法。同時(shí)，她還改進(jìn)了AHVRR氣溶膠光學(xué)厚度反演，將氣溶膠吸收性與單色次散射反射率（single scattering albedo）的長(zhǎng)期變化加入到反演程序中，改善了AVHRR反演的氣溶膠長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。

“美國(guó)的機(jī)會(huì)也很多，但是我一直都知道我是肯定會(huì)回國(guó)的。”盡管在美國(guó)學(xué)習(xí)和工作多年，李婧也取得了一些成績(jī)，但她知道“總是要回家的，不管早晚”。2013年，李婧等待的契機(jī)終于到了。

回到起點(diǎn)

2013年冬，在參加美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年會(huì)時(shí)，李婧碰到了她大學(xué)時(shí)的系主任?！八嬖V我系里在招人，也挺歡迎我們回去的。當(dāng)時(shí)正好有青年‘千人計(jì)劃，知道這個(gè)消息后開(kāi)心得睡不著覺(jué)?！崩铈盒χ貞?，“其實(shí)當(dāng)時(shí)還沒(méi)開(kāi)始申請(qǐng)，但感覺(jué)好像立刻就可以回國(guó)了一樣?！?/p>

最后的結(jié)果自然不負(fù)眾望，李婧成功入選了青年“千人計(jì)劃”。離開(kāi)了北京大學(xué)9年后，她又回到了母校。不過(guò)這一次，她是帶著滿(mǎn)滿(mǎn)的抱負(fù)和希望回來(lái)。

北京大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系一直處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，并在若干方向取得了與國(guó)際水平相當(dāng)?shù)目蒲谐晒?。目前，科研團(tuán)隊(duì)包括教授、副教授、特聘研究員近30人（教授10人，副教授7人，千人計(jì)劃1人，青年千人、百人計(jì)劃特聘研究員5人）。同時(shí)，氣溶膠遙感及輻射領(lǐng)域一直是北京大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系的重點(diǎn)研究方向，現(xiàn)有教授和副教授4人（包括趙柏林院士）?；貒?guó)后的李婧將與他們密切合作，在氣溶膠遙感和輻射方向做出國(guó)際前沿的研究成果。根據(jù)北京大學(xué)的規(guī)定，“青年千人”可以指導(dǎo)博士和碩士研究生，李婧也希望能在未來(lái)兩三年里建立起自己的研究小組。

“‘青年千人更多的是讓我感覺(jué)到責(zé)任和壓力，國(guó)家給我們提供了這么好的平臺(tái)和起點(diǎn)，自然是希望我們能做好的成果來(lái)，所以我們必須得努力工作，不能浪費(fèi)資源?！崩铈赫f(shuō)道，對(duì)于未來(lái)的工作計(jì)劃，她也有明確的目標(biāo)和方向。

東亞地區(qū)氣溶膠濃度較高，且成分、分布和季節(jié)變化也很復(fù)雜，因而對(duì)東亞地區(qū)氣溶膠特性的研究一直是很具挑戰(zhàn)性的課題。回國(guó)后的李婧，科研重點(diǎn)也將放在全球尤其是東亞地區(qū)的氣溶膠種類(lèi)、分布與來(lái)源，遙感觀(guān)測(cè)，以及對(duì)氣候的影響等幾個(gè)主要方面。充分利用之前對(duì)多組不同觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與校驗(yàn)的基礎(chǔ)，應(yīng)用多種衛(wèi)星及地面觀(guān)測(cè)研究東亞地區(qū)氣溶膠的時(shí)空分布特征，尤其是氣溶膠種類(lèi)及混合的季節(jié)性變化。同時(shí)，她還將繼續(xù)發(fā)展和改善利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)估計(jì)地表PM2.5含量的方法，實(shí)現(xiàn)大范圍的實(shí)時(shí)PM2.5監(jiān)控，將為更好地了解氣溶膠來(lái)源及污染控制提供重要依據(jù)。

同時(shí)，在現(xiàn)有的氣溶膠反演算法（如MODIS，MISR等）中，混合型氣溶膠模型還很不完善，而東亞地區(qū)，特別是中國(guó)北方，復(fù)雜的混合型氣溶膠占據(jù)主導(dǎo)，既有本地污染，又有外地輸送的沙塵等，因而目前的氣溶遙感觀(guān)測(cè)膠產(chǎn)品在東亞地區(qū)仍存在較大不確定性。因此，在分析衛(wèi)星數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，擁有AVHRR及Glory項(xiàng)目氣溶膠反演經(jīng)驗(yàn)的李婧，也將致力于氣溶膠遙感觀(guān)測(cè)與反演的研究。通過(guò)分析地面遙感及in-situ觀(guān)測(cè)更好地了解不同氣溶膠，特別是混合氣溶膠的光學(xué)性質(zhì)，從而得到跟實(shí)際更為接近的氣溶膠模型，并應(yīng)用在反演算法中。

“我身邊剛回來(lái)的年輕老師，工作都非常地認(rèn)真，周末和晚上基本都是在實(shí)驗(yàn)室，這很正常?！崩铈赫f(shuō)道，“科研工作肯定會(huì)遇到困難，但最終都會(huì)克服。在我看來(lái)，是否繼續(xù)做科研、在什么方向進(jìn)行研究，這些選擇才是最困難的。所以一旦有了明確的方向，一切問(wèn)題就都迎刃而解了?！?/p>