◎ 文/李云山

風云變幻 起舞向之
—— 記南京信息工程大學地理與遙感學院教授王國杰

◎ 文/李云山

“天有不測風云，人有旦夕禍福”。自古以來，人類的安全感就與“老天爺”一直息息相關。人們驚懼于雷電、悲號于狂風、惶恐于巨浪……如今，隨著經濟社會的發(fā)展和現代科技的進步，這些激烈而神秘的自然現象已不再深不可測。但與此同時，現代社會對自然災害特別是氣象災害的影響越來越敏感，通過有效的防災減災措施應對各種災害問題，已成為國家發(fā)展進程中的一項重要任務，也是保障與改善民生并實現可持續(xù)發(fā)展的重大課題。為此，我們特意就相關問題采訪了南京信息工程大學地理與遙感學院王國杰教授，他在水文氣象災害致災機理、預警預報和風險管理研究方面已深耕十余年。

風云變幻不再“莫測”

王國杰于中國科學院獲得水文學博士學位，并于荷蘭阿姆斯特丹自由大學獲得氣象學博士學位，水文學和氣象學交叉的學科背景，為他的研究帶來了一種天然的優(yōu)勢。多年的辛勤耕耘，使他在相關領域奠定了扎實的理論體系和知識技術積累。

2013年初，王國杰任職于南京信息工程大學，從此開啟了一段新的征程。主要從事微波水文遙感、氣象災害致災機理、預警預報和風險管理方面的研究。憑借著多年來深厚的技術積淀，他在多項重點項目研發(fā)中表現突出，帶領團隊申請并由本人主持了多項國家自然科學基金項目，包括面上項目、重大計劃項目和重點國際合作項目等。

自然災害帶來破壞的同時，也會給人類帶來許多新的研究課題。王國杰喜歡不斷地探索，不斷地思考。在探索中摸出道理，在思考中悟出真諦。監(jiān)測風云變幻，執(zhí)著追求夢想。王國杰表示，他的夢想就是讓更多人遠離災害，幸福生活。

面對氣象科學中一個又一個問號，作為一名有責任感的氣象科技工作者，怎么能袖手旁觀？面對土壤濕度觀測資料的缺乏問題，他大膽轉變研究思路，果斷提出利用衛(wèi)星遙感土壤濕度資料，綜合利用數學分析和數值模擬兩種手段，以研究土壤濕度對大氣降水的反饋作用，具體包括優(yōu)化現有全球多源衛(wèi)星遙感觀測的土壤濕度數據，利用該數據庫和最新的數學方法，診斷土壤濕度對大氣降水的統(tǒng)計反饋關系。

最近5年來，他作為科研骨干參與并完成荷蘭科學研究組織（NWO）項目、中國科技部-荷蘭科學研究組織（NWO）重點國際合作項目、歐盟第七次框架（PF7）項目各1項。2016年11月份，受國家自然科學基金委中德科學中心資助，組織召開“氣候服務科學”中德雙邊會議。在國內外重要期刊發(fā)表學術論文30余篇，出版英文專著1部，獲得專利3項。研究成果受到《科技日報》等媒體廣泛報道。獲得2016年度中國產學研合作創(chuàng)新獎。

沿著這些堅實的足跡，我們能夠清晰地感到其跳動的脈搏里舞動著的內驅力和蓬勃飽滿的創(chuàng)造力。

土壤濕度：小世界里的大格局

全球正經歷著顯著的氣象變化，其主要特征是溫度升高。氣候變暖還造成了海平面上升、降水變化以及極端氣候事件發(fā)生頻率增加等事件。由此可見，氣候變化已成為全球最嚴重的環(huán)境問題之一，而作為環(huán)境生態(tài)表征因子之一的土壤水，必然會對氣候變化產生一定的響應。

作為氣候變化研究中的一個重要物理量，土壤濕度積累了大量的地表水文過程信息，它的變化增加了陸面和大氣相互作用的復雜性，對氣候變化起著非常重要的作用。近年來，國際學術界越來越關注土壤濕度在氣候變化中的重要作用，國內學者也開展了一系列研究。王國杰在土壤濕度領域開展了扎實的研究工作。“關于土壤濕度的研究看似瑣碎，實際上它對于深入認識氣候變化對地表水循環(huán)的影響機制并促進氣象學和水文學的學科交叉有重要意義?！睘榇?，他在荷蘭從事博士后研究期間，開展了利用極地軌道衛(wèi)星微波資料反演地表土壤濕度的研究工作，以期為水文學和氣象學的交叉研究提供數據支持。

土壤濕度并非常規(guī)的氣象觀測要素，數據資料極為缺乏，所以土壤濕度的很多研究只能借助于數值模式。近年來，隨著衛(wèi)星氣象事業(yè)的快速發(fā)展，利用遙感技術獲取大尺度土壤濕度數據成為可能。

王國杰領導的科研團隊，利用中國氣象局風云系列衛(wèi)星微波資料研發(fā)全球土壤濕度產品，并通過集合卡爾曼濾波等技術，把衛(wèi)星遙感土壤濕度同步到WRF和RegCM4數值模式中，模擬土壤濕度對大氣過程的反饋作用及其對干旱、降水等極端氣候事件的影響；同時，以土壤濕度為切入點，研究青藏高原熱力作用對東亞季風區(qū)夏季降水的影響和季節(jié)性預報，這對于深入認識我國東部季風區(qū)夏季水文氣象災害的發(fā)生機制，對于提高其預報能力無疑具有重要的科學價值和指導意義。

另外，受國家自然科學基金委的國際合作項目資助，王國杰與加拿大著名團隊合作，研究我國東部季風區(qū)土壤濕度和地表水循環(huán)對氣候變化的響應機制。此外，土壤濕度的應用價值也在不斷被發(fā)掘和進一步延伸，比如，把衛(wèi)星遙感土壤濕度同化到洪水預報模型中，這可以作為提高洪水預報能力的一種可行途徑加以嘗試和應用。

堅持做對社會有用的事業(yè)

王國杰認為，氣象服務要面向社會需求，什么是“需求”？它指的是政府和老百姓、經濟和社會發(fā)展需要我們氣象部門提供什么樣的氣象產品、氣象信息和氣象服務。隨著經濟和社會發(fā)展，過去傳統(tǒng)的服務方式已經遠不能滿足日益變化的社會需求，如今，更高、更精、更準、更有特色、更個性化的需求擺在了我們的面前。這就要求我們運用現代科技手段,不斷提高預報預測能力,提升氣象服務水平,更好地發(fā)揮防災減災作用,更好地服務于經濟社會。但無論如何，堅持做對社會有用的事業(yè)，方向就不會錯。

王國杰意識到，作為一名氣象科技工作者，應該緊密結合工農業(yè)生產實際進行科研，促進氣象科技進入經濟建設的主戰(zhàn)場，為地方乃至國家的發(fā)展戰(zhàn)略出謀劃策。于是，他以更大的熱情投入到對研究成果在氣象防災減災業(yè)務中的應用的研究中去。利用中國氣象局風云系列氣象衛(wèi)星資料研發(fā)全球高分辨率土壤水分產品，用于陸-氣界面水循環(huán)和水文氣象過程研究，并在國家氣象局干旱監(jiān)測業(yè)務系統(tǒng)中得到推廣使用。土壤濕度的系列研究成果已經在國家氣候中心和江西省氣候中心等業(yè)務化運行，實現了全天時、全天候的全國干旱實時監(jiān)測，為防旱抗旱和災后救援提供了可靠的決策依據和數據支撐，同時，也對提高我國自主知識產權氣象衛(wèi)星資料的應用價值和國際競爭力做出了貢獻。針對城市暴雨洪水相關業(yè)務的具體需求，開展理論和技術攻關，建立了“城市數字高程遙感建?！?、“水文-水動力城市洪水仿真模擬”和“降水精細化預報”等一整套技術方案，實現由降水預報向城市洪水預報的轉化。該方法已在國家氣候中心、江西省氣候中心、南昌市氣象局等部門業(yè)務化運行，為城市內澇預警預報和防災減災做出重要貢獻，產生了巨大的社會效益和經濟效益。

“十三五”不是一個時段和概念，此刻，氣象科技發(fā)展正站在一個新的歷史起點上。如何面對發(fā)達國家長期在氣象科學技術領域占據優(yōu)勢的局面和日益激烈的國際競爭，實現從氣象大國向氣象強國的跨越，我國氣象科學技術發(fā)展面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)和課題。嚴峻的挑戰(zhàn)和新的機遇，使得“三十五”氣象科技發(fā)展目標更加清晰，也必將引領氣象科技發(fā)展的腳步邁入一片更加嶄新的天地。

王國杰覺得，作為一名氣象科研工作者，從事一些具體的應用氣象科研、業(yè)務和服務工作，把氣象知識與各行業(yè)結合，這樣才能使氣象工作更有意義和生命力。氣象科學，大有可為，這份責任，這份情懷，使他有干不完的勁！