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        大氣科學:小眾專業(yè)有大用

        2017-06-05 14:16:22人物浙江大學大氣科學專業(yè)2016屆畢業(yè)生采寫王佳琦
        中學生天地(C版) 2017年5期
        關(guān)鍵詞:臺風大氣觀測

        ●人物:陶 誠 浙江大學大氣科學專業(yè)2016屆畢業(yè)生采寫:王佳琦

        大氣科學:小眾專業(yè)有大用


        人物:陶 誠 浙江大學大氣科學專業(yè)2016屆畢業(yè)生采寫:王佳琦

        一聽到“大氣科學專業(yè)”這個名稱,你或許會跟我當初一樣,覺得這大概是個做天氣預報的專業(yè)。等到真正進入這個專業(yè)學習,才發(fā)現(xiàn)最開始的認識只是“冰山一角”,在大氣科學專業(yè),需要學習的東西遠比我們想象的多。

        ●從天氣預報說開去

        天氣預報的背后,是對大氣的觀測及其運動規(guī)律的把握。比如,抬頭看到天空中有一片烏云,你會想到什么?大概是“糟了!忘帶傘了,得趕緊找個地方避雨”吧。但是,在大氣科學專業(yè)的同學眼中,這就不僅僅是一片暗示天氣狀況的烏云了。我們會習慣性地思考:這片云是怎么形成的?它從哪兒來,又可能移動到哪里去?當?shù)氐娘L力、風向、濕度、地形又是怎樣影響這片云的移動速度的?這其中就涉及對該地區(qū)自然環(huán)境的評估,還有對大氣運動規(guī)律的運用。

        沒有科學的觀測方式,就得不到精確的數(shù)據(jù);缺乏對大氣運動規(guī)律的深入認識,就無法找出符合實際情況的應用模式,有真實的數(shù)據(jù)也得不出靠譜的預報。我們這個專業(yè),在天氣預報方面,就是在做兩件事:一是觀測,二是建模。如何觀測,選擇怎樣的模型進行數(shù)據(jù)分析……決定了最終天氣預報的準確性。

        因此,“大氣”就成了我們研究的中心,凡是與大氣有關(guān)的,都是我們關(guān)注的內(nèi)容。而氣流的形成與運動,與一個地區(qū)的地勢地貌、植被狀況、河流分布等,都有著密切的關(guān)系,所以我們的視角不會只停留在大氣層,而是落到了整個地球系統(tǒng)。

        ●我們更關(guān)心人類的生存發(fā)展

        不過,我們關(guān)注的可不止于自然環(huán)境,還有這其中最重要的生物——人類。大氣科學不僅僅是一門研究“大氣”的學科,更是一門關(guān)乎人類生存發(fā)展的學科。我們掌握的大氣運動規(guī)律,都是為了指導人們的生產(chǎn)生活。

        比如,周末的天氣是不是適合出游?機場是否具備起飛的條件?這些地方都需要大氣工作者為人們的生活提供便利。

        人們的生產(chǎn)活動,也離不開對氣象的觀測。例如,農(nóng)耕時節(jié)雨季會持續(xù)多久,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門又該做怎么樣的應對?其中就需要氣象部門提供資訊,指導農(nóng)民安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在新能源領(lǐng)域,也有我們大氣科學的用武之地,像一些能源公司開發(fā)風能、太陽能,也得對大氣環(huán)境進行評估與測算。

        從更長遠的角度來說,大氣科學的研究關(guān)注點還有人類在地球上的生存問題。很多相關(guān)的研究所早已成立,里面有許多大氣科學專業(yè)的學者在孜孜不倦地進行研究。比如中科院的氣候變化研究中心,有一個“亞澳季風系統(tǒng)及氣候變化對水資源變異規(guī)律研究”項目,就是為了應對全球性的水資源匱乏問題而成立的專題項目。通過對亞澳地區(qū)季風系統(tǒng)及氣候變化的考察分析,來預測相關(guān)地區(qū)可能出現(xiàn)的水資源變異情況,為解決水資源匱乏這一問題的決策部門提供理論支持。

        通俗地講,我們這個專業(yè)研究的中心就是大氣,研究的范圍是整個地球系統(tǒng),而研究的落腳點則是人類的生產(chǎn)、生活與生存。在大氣科學的領(lǐng)域內(nèi),自然環(huán)境與人類命運就是這樣緊密聯(lián)系在一起的。

        ●充滿交互性的多元學習

        我們專業(yè)的曹龍教授曾經(jīng)說過:“大氣科學最吸引我的地方是這個學科的交叉性?!痹趯I(yè)知識的學習過程中,大家都深深地感受到了曹教授所說的“交叉性”。因為學習跟氣象、氣候有關(guān)的專業(yè)知識,了解這些內(nèi)容背后的原理,必然會涉及數(shù)學、物理、計算機等專業(yè)的學科內(nèi)容。

        學好了物理,才能明白大氣運動的規(guī)律和模式,從而對氣象、氣候問題進行觀測、分析。比如,一團暖氣流為什么會出現(xiàn)在城市上空,一個小時以后它會運動到哪里去,這些都是可以通過力學規(guī)律預測出來的。

        對物理原理的應用學習,又離不開數(shù)學這個基礎學科。很多復雜的力學公式,都需要反復多次代入數(shù)值進行計算,這就十分考驗你的數(shù)學能力了。一些觀測數(shù)據(jù)的處理,也要依托數(shù)學建模進行分析,恰當?shù)臄?shù)值模式可以大大提高效率。所以,進入這個專業(yè)的時候,學長就提醒我們要打好數(shù)學基礎。

        計算機也是我們必不可少的工具。為了簡化數(shù)據(jù)計算的過程,我們會用Fortran語言把一些測算公式編成小程序,通過運行程序達到數(shù)據(jù)計算的目的。這給我們的統(tǒng)計工作帶來了極大的便利。但要學好它真的很不容易,我常常和室友一起,在寢室里沒日沒夜地練習使用Fortran語言,有幸體驗了一把“碼農(nóng)”的艱辛生活。

        有時,為了讓我們熟悉天氣圖的形成原理,老師也會給我們一組數(shù)據(jù),讓我們手繪天氣圖。這個時候,我們又像是藝術(shù)系的學生,所有人拿著一大堆彩筆,伏在桌子上畫畫。唯一不同的是,我們需要比較一串串的氣象數(shù)據(jù),有時候是降水量,有時候是氣溫,要找出其中的等值線,并把它們畫出來,作為后期預報天氣的依據(jù)。

        ●“逃離”實驗室:有趣的戶外實踐活動

        比起朝九晚五泡在實驗室的其他理工科專業(yè)的同學,我們這個專業(yè)的學生其實“幸福”多了,因為我們經(jīng)常有機會去戶外實地測量,擁抱藍天白云,親近大自然。

        大氣探測學、天氣學等實踐類課程特別受歡迎,因為上課時我們會到教學樓屋頂觀測云量、云狀與能見度,或是到校園里的小型氣象觀測站記錄溫度、降水量、風力……大三暑假,我們還會赴各地氣象局實習。

        那是2015年,13號臺風“蘇迪羅”即將登陸我國東南沿海?,F(xiàn)在對臺風移動路徑的計算機評估模型已經(jīng)相對成熟,把衛(wèi)星探測返還的數(shù)據(jù)放入現(xiàn)有的預報程序,就能得出一個大致的移動路徑。但臺風具體的移動方向還需要氣象工作者根據(jù)實際經(jīng)驗進行微調(diào),以提高準確性。

        由于“蘇迪羅”登陸的具體地點難以確定,我們就要根據(jù)衛(wèi)星探測到的實時數(shù)據(jù)進行人工判斷,每隔15分鐘就得發(fā)布一次臺風路徑預報。同時,要聯(lián)系政府部門進行臺風預警播報,以便相關(guān)部門最大限度地做好應對準備,減輕臺風帶來的危害。

        整個過程特別考驗專業(yè)基本功。因為你的判斷決定了臺風走向預報,影響著防災抗災工作。當時我感覺自己仿佛是在與時間賽跑,有可能你還未作出明確的判斷,臺風就朝著另一個方向去了。這是我第一次從真正意義上感受到了這個專業(yè)的重要性與價值,也讓我意識到了自己在實踐能力方面的不足。比起專業(yè)人員,我們的應對能力還是顯得比較稚嫩,分析思維也不夠成熟。

        每一個學習大氣科學專業(yè)的人,不僅要成為一名嚴謹理性的科學人,更得是一個有責任有擔當?shù)纳鐣恕R环矫?,你得具備科學研究者基本的縝密思維;另一方面,你又得保持對社會相關(guān)問題的敏感度,對解決現(xiàn)實問題保持持久的熱忱。只有這樣,才能深入專精、學以致用。

        ●作為“大氣人”的未來

        經(jīng)常有人會問:“大氣科學專業(yè)的學生以后畢業(yè)了是不是會去氣象局工作?。俊?/p>

        氣象業(yè)務部門的確是我們這個專業(yè)的同學結(jié)束四年學習之后的主要選擇,包括民航氣象臺、軍隊氣象臺等,在這些部門我們能夠更好地發(fā)揮所學。此外,研究機構(gòu)、高校、海洋、水利、農(nóng)業(yè)、環(huán)境等行業(yè)也會需要大氣科學專業(yè)學生。

        相當一部分同學畢業(yè)后選擇繼續(xù)攻讀碩士或博士學位,或出國留學。因為本科四年的學習只能讓你在這個專業(yè)領(lǐng)域中掌握基本的入門知識,而更深入、更前沿的東西都在研究生階段才會接觸。

        大氣科學是一個小眾的專業(yè),每年報考的人可能并不多,研究的內(nèi)容也不熱門;但它又是充滿活力與生命力的,研究的視角一直走在時代前沿,是一個面向當下、面向未來的專業(yè)。如果你有志于大氣研究或環(huán)境保護工作,那么這個專業(yè)還是挺適合你的。

        【推薦院?!?/p>

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