劉玉杰

王宏

多年來，隨著科技發(fā)展以及生產(chǎn)生活對天氣預(yù)報的客觀需要，我國天氣預(yù)報從僅有一兩天內(nèi)的短期預(yù)測，發(fā)展到如今兼有跨季度、跨年度的長期氣候預(yù)測和即時系統(tǒng)預(yù)報。當(dāng)前我國天氣預(yù)報不但能為日常出行和生產(chǎn)活動提供便利，更能為國家防災(zāi)減災(zāi)發(fā)揮積極作用。這一系列進步的取得離不開廣大氣象工作者的日夜辛勞和無私奉獻，中國氣象科學(xué)研究院大氣成分和環(huán)境氣象研究所研究員王宏就是其中兢兢業(yè)業(yè)、默默付出的一員。對她而言，從短期天氣預(yù)報崗位走向支撐天氣預(yù)報的關(guān)鍵技術(shù)——氣象模式研發(fā)工作的這十幾年，氣象風(fēng)云不只變幻在天穹之上，更變幻在很多和她一樣奮戰(zhàn)在氣象工作各個領(lǐng)域一線人員的點滴積累里。

走進王宏及其研究團隊的科研世界，你會發(fā)現(xiàn)這是一個“看似熟悉又很陌生”的神奇科學(xué)世界：所謂氣象模式研發(fā)，就是一項為天氣預(yù)報提供支撐的系統(tǒng)工程。但事實上，氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)并不能直接服務(wù)于天氣預(yù)報，而是需要相關(guān)人員運用大氣科學(xué)專業(yè)的學(xué)科知識，特殊的數(shù)學(xué)、物理方程組將其完整表達出來，通過對方程組進行離散化、求解，并用計算機語言進行系統(tǒng)編程、計算得到定量預(yù)報，再結(jié)合天氣預(yù)報員經(jīng)驗形成人們所熟知的天氣預(yù)報信息。

圍繞國家需求和氣象事業(yè)發(fā)展的需求，王宏十年如一日地致力于科技創(chuàng)新和對氣象業(yè)務(wù)的支撐能力的提升，在沙塵、大氣化學(xué)、霧-霾等氣象模式研發(fā)領(lǐng)域收獲了累累碩果，也在科研工作中培養(yǎng)了新一代氣象研究專業(yè)人才。但她一直反復(fù)強調(diào)自己只是千萬氣象工作者中的普通一員，這是一條充滿意義又充滿挑戰(zhàn)的漫漫長路，唯有奮楫篤行。

掌控人生 探索未知

回顧過往的人生歷程，王宏坦言：“我并不是一開始就堅定要走科研的路?！卑凑账约旱脑捳f，她人生的前30年一直按部就班，未曾有過明確的職業(yè)方向。求學(xué)期間，她成績優(yōu)異，沒有特別偏愛的學(xué)科，雖因機緣巧合而選擇了中國海洋大學(xué)的氣象類專業(yè)，但直到畢業(yè)都從未想過要從事相關(guān)領(lǐng)域的科研工作。認真完成學(xué)業(yè)是性格和習(xí)慣使然，最初從事與氣象有關(guān)的工作也只是順其自然。

大學(xué)畢業(yè)之后，王宏成為河北省氣象局一名短期天氣預(yù)報員，日常的工作是分析來自不同原始資料的數(shù)據(jù)，跟蹤能影響所在城市范圍以內(nèi)的天氣狀況，進行短期天氣預(yù)報等。最初的兩年一切都很新鮮，任何有助于個人能力成長的事情她都樂意去學(xué)，也學(xué)得飛快，這是一段相對愉快的日子。但是一轉(zhuǎn)眼7年過去了，王宏驚覺自己幾乎每天都在重復(fù)同樣的工作，“未來就像一洼水塘，一抬眼就望見了邊際”，因此生出了要到外面再闖一闖的想法。

契機出現(xiàn)在1998年，這一年南京信息工程大學(xué)聯(lián)合中國科學(xué)院大氣物理研究所（以下簡稱“大氣物理研究所”）對外招收在職研究生，王宏因能力出眾而被單位推薦繼續(xù)深造。隨后她相繼以優(yōu)異的成績完成碩士及博士學(xué)業(yè)，并于2004年加入中國氣象科學(xué)研究院工作至今。

其間王宏發(fā)表論文總計104篇，其中《科學(xué)引文索引》（SCI）論文93篇，核心論文12篇，總被引用量2100以上；主持國家重點研發(fā)計劃大氣污染專項、國家自然科學(xué)基金委重大項目課題、中國氣象科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)重點項目等國家、省部級和軍隊項目多項；作為主要技術(shù)骨干參加科技部“973”重大專項和中國氣象局“風(fēng)云四號”科研試驗衛(wèi)星在數(shù)值預(yù)報領(lǐng)域的應(yīng)用示范等國家和部級科研項目多項；作為主要研發(fā)人員之一，先后獲得中國氣象局科技研發(fā)獎一等獎、中國氣象學(xué)會氣象科技進步成果獎一等獎。

在成果轉(zhuǎn)化方面，王宏主持的第四代航空數(shù)值天氣預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)研究已經(jīng)成功應(yīng)用至國家重要領(lǐng)域。她作為主要技術(shù)骨干參加“亞洲沙塵暴數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)”和“中國霧-霾數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)”，兩個數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)均已在國家氣象中心和多家相關(guān)的省氣象局進行業(yè)務(wù)化運行多年，對沙塵暴預(yù)報和霧-霾預(yù)警、預(yù)報形成了重要技術(shù)支撐。

別看如今王宏的科研一帆風(fēng)順，實際上，她進入大氣物理研究所之初并不自信。因為早年在基層工作的7年間，她幾乎從未接觸過氣象的前沿研究，反觀周圍，不是經(jīng)驗豐富的前輩就是一直接觸前沿知識的年輕學(xué)生。幸運的是，她得到了這些前輩和同事的關(guān)愛與幫助，在他們的支持下，王宏咬緊牙關(guān)迎難而上。隨著對工作的逐漸熟悉，她不僅建立了科研的自信，而且在攻關(guān)過程中感受到了無與倫比的樂趣。自那以后，她才真正開始對科研產(chǎn)生了濃厚的興趣，并決定將這種充滿挑戰(zhàn)的工作作為自己畢生的事業(yè)，去探索更多的未知挑戰(zhàn)。

做學(xué)術(shù)研究，絕不能坐井觀天、閉門造車。王宏的博士時期正是一個開闊視野、走向?qū)I(yè)化的積累時期。彼時她常常跟隨導(dǎo)師參與國際合作項目與學(xué)術(shù)交流。在學(xué)術(shù)交流過程中，她敏銳地察覺出自己與他人的差距在何處，并能夠從中汲取知識的養(yǎng)分，不斷充實自己，這為她后來的科研之路打下了無比堅實的基礎(chǔ)。

不久后，王宏研究揭示了取樣于中國沙漠的沙塵氣溶膠比目前通用的撒哈拉沙漠的沙塵氣溶膠具有更強的散射性，其不僅顯著影響東亞地區(qū)沙塵輻射強迫大小的評估，而且會影響改變陸地上空的輻射強迫的符號。這是國內(nèi)外首次提出中國沙漠沙塵氣溶膠的獨特光學(xué)特性（與世界其他沙漠地區(qū)相比）以及對東亞沙塵射強迫計算的重要影響。研究結(jié)果被國際知名科學(xué)家作為國際沙塵輻射效應(yīng)研究亞洲沙塵的代表工作與世界其他地區(qū)的工作進行了對比。

到中國氣象局數(shù)值預(yù)報基地工作后，王宏還作為主要技術(shù)骨干牽頭建立了亞洲沙塵暴數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)（GRAPES CUACE/dust），在模式中實現(xiàn)了沙塵-天氣的雙向反饋的在線計算，由此對模式氣象場預(yù)報精度有所改進，在國內(nèi)首次揭示了沙塵直接輻射對沙塵暴演變的負反饋機制。

向優(yōu)秀前輩學(xué)習(xí)，積極交流，審視自我，一直是王宏獲得豐碩成果的重要訣竅，這不僅使她在求學(xué)過程中收獲滿滿，也令她在后來的工作中成長飛快。

集眾人所長 促效率提升

2004年博士畢業(yè)后，王宏加入中國氣象科學(xué)研究院/中國氣象局數(shù)值預(yù)報基地，這是我國大氣科學(xué)領(lǐng)域規(guī)模最大、學(xué)科種類最多的國家社會公益類研究機構(gòu)之一，以研究災(zāi)害天氣、數(shù)值天氣模式、天氣與氣候系統(tǒng)、雷電防護與大氣探測等為主攻方向。在這樣一個底蘊深厚、人才濟濟、綜合實力強勁的大家庭中，王宏獲得了又一次飛躍式的成長。

中國氣象局數(shù)值預(yù)報基地有著一周一次的例會制度。比起獨自鉆研，團隊交流顯然能夠更快更好地幫助個人發(fā)現(xiàn)問題，從而極大促進個人工作效率和團隊工作效率的提升。也正是得益于這種團隊模式，通過諸多優(yōu)秀前輩的指導(dǎo)和同行討論，王宏在極短的時間內(nèi)就取得了學(xué)術(shù)能力和數(shù)值預(yù)報編程的規(guī)范性學(xué)習(xí)等方面的長足進步。

“我們數(shù)值預(yù)報基地很多成員大多是數(shù)值模式領(lǐng)域?qū)I(yè)水平非常高、造詣深的學(xué)者。”也許是因為面向業(yè)務(wù)化應(yīng)用與科研院所、高校評價體系不同，這些高水平的科研人員雖專業(yè)積累深厚，卻往往多年默默無聞，他們是奔向遼闊大海的涓涓細流，看似微不足道，卻能夠匯成難以匹敵的洶涌波濤。

一位優(yōu)秀的科研人員也許能將現(xiàn)有氣象模式系統(tǒng)進行部分功能的改進升級，但要自主進行全新的系統(tǒng)研發(fā)，絕無可能離開眾人的智慧和團隊的力量。因為氣象模式的研發(fā)工作并非僅僅涉及一類學(xué)科問題，而是涉及數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)、大氣物理、數(shù)據(jù)分析、計算機語言等諸多專業(yè)領(lǐng)域知識。對此，王宏有著深刻的體悟：“氣象模式研發(fā)，一定是團隊的工作，而不是個人的工作?！?/p>

得益于中國氣象科學(xué)研究院大氣成分和環(huán)境氣象研究所環(huán)境氣象模式團隊的支撐，從2004年開始，王宏的研究方向從未變過，順著一個方向深扎下去，以“鉆得更深，學(xué)得更精”為目標(biāo)。她說，多年以來，團隊的支撐和協(xié)作讓團隊成員們都能夠安心踏實地沉浸在研發(fā)工作中，而不必發(fā)愁“下一個項目去哪里承接”“經(jīng)費不足”“研究方向有偏差”等問題，這對個人專業(yè)沉淀及團隊整體實力成長而言，是難能可貴的。

卓有遠見 甘嘗科研之苦樂

放眼國際，人們對于霧-霾的關(guān)注早在100多年前就開始了，很多國外知名作品都曾提及這一工業(yè)污染現(xiàn)象，如《霧都孤兒》《福爾摩斯》等。而在我國，霧-霾引起社會廣泛關(guān)注是從2011年年底美國大使館發(fā)布北京空氣污染信息開始的。事實上，早在2006年王宏等人就已經(jīng)將目光投向霧-霾模式的研發(fā)，因此當(dāng)霧-霾問題成為國內(nèi)研究熱點之際，他們就已經(jīng)完成了部分系統(tǒng)的升級優(yōu)化，在國內(nèi)這一方向上處于領(lǐng)先地位。

在國家自然科學(xué)基金項目“氣溶膠輻射對華北區(qū)域性持續(xù)重度污染天氣影響的模擬研究”開展過程中，王宏等人發(fā)現(xiàn)：華北區(qū)域性持續(xù)重度污染天氣發(fā)生時，PM2.5、PM10最大可達平時的幾十倍，對地氣系統(tǒng)的瞬時輻射變溫率非?？捎^，顯著影響區(qū)域大氣熱力、動力和云結(jié)構(gòu)，繼而對天氣預(yù)報的精準(zhǔn)度產(chǎn)生不可忽視的影響。

王宏正在作學(xué)術(shù)報告

為了更為深刻、全面地認識華北持續(xù)性重度污染天氣發(fā)生、發(fā)展、維持和消亡的物理機制，提升中尺度污染模式對重度污染天氣PM1、PM2.5和氣象場等的預(yù)報精度，王宏團隊決定在中尺度污染氣象模式中融合氣溶膠實時預(yù)報濃度、光學(xué)特性和粒子譜最新觀測數(shù)據(jù)，建立不同種類氣溶膠的外部和內(nèi)部混合方案，實現(xiàn)復(fù)合型氣溶膠直接輻射效應(yīng)的在線計算，完成氣溶膠到云微物理過程的間接輻射效應(yīng)的在線計算；同時在中尺度污染模式中實現(xiàn)復(fù)合型氣溶膠-輻射-云過程的完全在線耦合，模擬研究氣溶膠輻射對華北區(qū)域性持續(xù)重度污染天氣熱力、動力、層結(jié)特征、環(huán)流、云和降水過程的影響及由此引起的PM1、PM2.5等時空分布的變化。

“做模式研發(fā)是一件隨時可能讓人崩潰的事?！蓖鹾赀@樣形容。此次工作不僅要進行單一的大氣化學(xué)模式的研發(fā)，還需要將我國自主研發(fā)的新一代全球/區(qū)域多尺度統(tǒng)一的同化與數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)與之在線耦合，這意味既要重走兩個系統(tǒng)的全部制作流程，還要將大量數(shù)據(jù)和方程重新排列組合，要面對的是巨大的工作量和高難度技術(shù)難題。為了盡快推進研究進展，加班加點成為常事，甚至當(dāng)研究工作進行到最為關(guān)鍵、難以為繼的時候，整個團隊的成員不得不時常工作至深夜。

過于忙碌的工作使王宏常常無法顧及家庭。女兒上小學(xué)時，常常被加班的王宏帶到辦公室，進入工作狀態(tài)后，身邊的孩子在做什么、學(xué)習(xí)狀態(tài)是怎樣的，她全然不知。身為母親，她對孩子感到萬分歉疚，但身為科研工作者，她問心無愧。對于女性科研工作者如何突破職業(yè)生涯天花板，王宏也有著自己的思考：“科研本無關(guān)性別，我們的工作中有大量的女同事，她們都能咬牙堅持、全力付出、圓滿完成任務(wù)、獲得同行的認可。她們所形成的榜樣力量，能為之后更多女性科研人員的就業(yè)和職業(yè)生涯帶去很好的指引?！?/p>

盡管犧牲良多，但無法否認，科研確實有讓人著迷之處。每當(dāng)研究有所突破，王宏的心中都會涌現(xiàn)出其他工作無法帶來的成就感?！拔覀兊哪Ｊ酵耆菄鴥?nèi)自主研發(fā)的環(huán)境污染預(yù)報模式！”對此，她無比自豪，并心甘情愿地付出：“科研工作的苦樂，只有身處其間才能有所體會。”

薪火相傳 繼往開來

延續(xù)此前的方向，王宏目前所主持的國家重點研發(fā)計劃項目“全耦合多尺度霧-霾預(yù)報模式系統(tǒng)”正緊鑼密鼓地開展。為了深入理解并合理量化霧-霾演變過程中組分、粒子譜、混合態(tài)和吸濕增長等對氣溶膠光學(xué)特性的影響，建立基于霧-相對濕度-霾相互作用的能見度新算法，也為了深入認識中國高污染背景下，氣溶膠-云/霧-輻射相互作用及其對環(huán)流和霧-霾的反饋機理，王宏及其團隊完全自主研發(fā)建立了全國—區(qū)域的霧-霾數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)，計劃形成全國—重點區(qū)域—城市尺度的霧-霾數(shù)值預(yù)報能力。此外，他們還將基于中國高污染背景觀測的氣溶膠凝結(jié)核/冰核方案用于改進和優(yōu)化模式中氣溶膠-云-輻射相互作用及其對霧-霾的反饋機制，實現(xiàn)以我國觀測研究為基礎(chǔ)的氣溶膠-云/霧-輻射-天氣的完全在線耦合。

構(gòu)建精細化的動力學(xué)新理論和新算法；建立氣溶膠-云/霧-輻射相互作用的在線反饋機制；在中央氣象臺和華北、華東和華南地區(qū)建立國家級和重點區(qū)域聯(lián)動的多尺度霧-霾數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)平臺，開展霧-霾聯(lián)合預(yù)報預(yù)警服務(wù)；實現(xiàn)霧-霾預(yù)報時效從小時到14天，霧-霾120小時預(yù)報準(zhǔn)確率超過80%，5～7天預(yù)報準(zhǔn)確率超過70%，7～14天預(yù)報準(zhǔn)確率超過60%……未來幾年，這一項目研發(fā)工作都將是王宏及其團隊的工作重點，在氣象模式研發(fā)的道路上，他們還有很多未知的困難需要克服。

除技術(shù)研發(fā)外，教學(xué)也是王宏一刻也不敢松懈的工作。

經(jīng)過多年的積累和沉淀，如今王宏早已成為年輕一代學(xué)子眼中的優(yōu)秀前輩，從自身的成長經(jīng)歷中，她凝練出了屬于自己的教學(xué)理念和教學(xué)方式。她不僅要求學(xué)生每月進行一次例會總結(jié)，并且時常教導(dǎo)他們：“不要為寫文章而寫文章。重要的不是‘博士’這個身份，而是要在科研的路上走更遠，科研的探索之路是永無止境的?！痹谒磥?，作為一名即將踏上真正專業(yè)化道路的研究生，如果僅僅為了完成畢業(yè)論文而進行表面性問題研究，不去下苦功觸碰一個領(lǐng)域的核心技術(shù)問題，專業(yè)程度遠遠不夠。

王宏（右）與學(xué)生合影

“寫文章一定要有專業(yè)素養(yǎng)，讓他人能夠從你的文章中得到科學(xué)啟發(fā)。”王宏這種對于學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的嚴(yán)格要求是與導(dǎo)師石廣玉教授一脈相承的。在她的印象中，每次學(xué)生作匯報的時候，老先生都氣定神閑地坐在那里?！翱此坪踉诼?，又似乎沒在聽，可一旦誰出了錯，哪怕這錯誤毫不引人注意且無傷大雅，他都能立即發(fā)現(xiàn)?！薄按蜃?！”是王宏跟隨石教授學(xué)習(xí)的那幾年里，最常從他嘴里聽到的詞語之一。“他對科研的嚴(yán)格要求不僅體現(xiàn)在報告內(nèi)容上，對報告的時間和方式也有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)?！敝两瘢淌诋?dāng)年的叮囑仍被王宏記在心里：“作報告時，首先要想到自己作什么樣的報告、你的聽眾是誰、主辦方給你多長時間。不是說上去就按照你自己的思路講，而是要根據(jù)這些因素進行調(diào)整。假如給你15分鐘作報告，你15分鐘講不完叫無能。在別人提醒你時，你還不結(jié)束就叫無德?！蓖鹾晔冀K牢記先生的嚴(yán)格要求，并一直在她后來工作中盡力堅持。

這些專業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成體現(xiàn)在平時難以引人注意的細節(jié)之上，當(dāng)年未曾思慮太多，直到如今自己也開始教導(dǎo)學(xué)生，王宏才對老師的良苦用心有了更為深刻的體悟。在人才的一代代更迭之中，也許每個人的教學(xué)方式各不相同，但優(yōu)良的精神作風(fēng)和教學(xué)理念總會牢牢地刻畫在光陰的車轍之上，永久地發(fā)揚傳承下去。

在接下來的歷程中，除了完成當(dāng)前項目，王宏表示，她還會對此前工作進行系統(tǒng)總結(jié)，以期為更多優(yōu)秀后來者奠定前進的道路基石，并繼續(xù)肩負屬于自己這一代人的責(zé)任與使命，去探索更遙遠的未來。