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陈大可:一位物理海洋学家眼中的“自然哲学”

发布时间:2020-09-17
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“海洋从来都是强国的竞技场,我庆幸没有游离于时代的洪流之外,能为国家的海洋强国之梦贡献自己的微薄之力。”

——记中国科学院院士、海洋二所研究员陈大可

家国是根,海洋是魂!

数十年来,他不断探寻着物理海洋的奥秘……

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中国科学院院士、海洋二所研究员 陈大可

针对台风、洪涝、暴雪等极端气候,他开展了长期的基础性研究,在“厄尔尼诺的预测和可预测性”、“海洋混合的机制和作用”两方面作出了系统的、创造性的贡献!

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陈大可在南极科学考察现场

他在潜心科研的同时亦不忘沾溉后人,凭借丰富的学识和智慧,激发了无数学子对海洋科学的兴趣。

他说:“希望我的学生不要为发论文而做论文,一定要志存高远,多出原创成果。”他是中国科学院院士、海洋二所研究员 陈大可

一位物理海洋学家眼中的“自然哲学”

——记中国科学院院士、海洋二所研究员陈大可

台风、洪涝、暴雪……极端气候事件带来巨大影响,其背后原因复杂难懂,无数科学家笃学至技,探其貌,究其理,以期提高预测准确度。

“在各种原因里,海洋是决定气候的主要因素之一。”我国物理海洋学家陈大可开展了长期的基础性研究,在“厄尔尼诺的预测和可预测性”“海洋混合的机制和作用”两方面作出了系统的、创造性的贡献,显著促进学科发展。

2015年12月7日,陈大可当选为中国科学院地学部院士。上述两项研究正是他的代表性学术成就。

2019年10月1日,陈大可受邀参加庆祝中华人民共和国成立70周年大会。“海洋从来都是强国的竞技场,我庆幸没有游离于时代的洪流之外,能为国家的海洋强国之梦贡献自己的微薄之力。”陈大可说。

从三湘大地,到西子湖畔;从大洋彼岸,回到自然资源部第二海洋研究所,家国是根,海洋是魂,63岁的陈大可一如年少时,不断探寻着物理海洋的源头活水。

海洋的美,科学的光

出生于湖南长沙书香门第的陈大可,童年和少年时代受知识分子父母的熏陶,好读书、乐读书。中学毕业后,在那个特定的年代,他成为下乡“知青”。直到1977年恢复高考,他以优异成绩成为一名大学生。

海洋,作为一个著名的文学意象,引发无数人的遐想。同样,海洋也滋养了爱好文艺的陈大可。

虽然从小对海洋感兴趣,但真正开始了解海洋科学是在大学三年级。“那时我决定报考海洋方面的研究生。一是觉得做海洋研究很浪漫很有意思,二是意识到人们对海洋的了解还非常肤浅,因而投身海洋学研究将大有可为。”

当时开展海洋科学研究的高校和研究所并不多。陈大可看到海洋二所苏纪兰先生招生的消息后,决定报考其研究生,“苏先生有留学背景,了解海洋科学研究的国际前沿,有先进的科学理念。这一切都吸引着我。”

陈大可顺利成为苏纪兰的第一批研究生之一,踏上了海洋科学研究的道路,也开始了一段师生佳话。

陈大可视苏纪兰为“恩师”。他留学的故事或许能说明“恩”从何来。硕士毕业前的一天,苏纪兰拿起一张表格对他说,“把这个填好,到美国继续学习吧。”

陈大可惊呆了,“原来苏先生帮我联系了纽约州立石溪大学的海洋研究生院,而这一切我一点儿都不知道。”那是1985年。

不负师恩的陈大可顺利取得博士学位。此后十多年里,陈大可先后在美国罗德岛大学、宇航局和哥伦比亚大学工作,在近海、大洋和气候研究领域都取得了重要的原创性成果,在国际上建立了自己的学术声誉。

行于洞见与质疑之间

人类在面对天灾无可奈何时,往往将之归于神明。比如厄尔尼诺,其原意就是“上帝之子——圣婴”。这一发生在热带太平洋的异常增暖现象往往带来巨大的全球影响。

如1998年发生在我国的那场洪涝灾害,其原因正是1997/98厄尔尼诺现象。在过去几十年里,监测和预测厄尔尼诺,一直是海洋与大气科学研究的焦点。

二十世纪九十年代中期,一项名为“热带海洋与全球大气”的国际计划已接近尾声,但在“提高厄尔尼诺预测水平”这个主要目标上,遇到了瓶颈。陈大可当时刚开始介入厄尔尼诺研究,他考虑到问题可能出在用于模式初始化的观测资料与模式不匹配,从而造成预测误差。

此后的研究证明了他的判断。“问题一旦说穿,其实也很简单。”陈大可解释,“在一个研究领域里浸淫久了,容易形成固定思维。而科学上的突破,很多时候是来自对经典的质疑,对传统的挑战。”

由此,陈大可发表在《科学》期刊的一篇论文中,首次提出了海气耦合的数据同化和初始化概念,并主持开发了4代厄尔尼诺预测系统。美国地球物理学会主席McPhaden认为,这些工作“将厄尔尼诺预测提前量增加了6个月以上”。

2006年,卫星海洋环境动力学国家重点实验室成立,陈大可听从国家的召唤,参与实验室的建设,并最终放弃了美国哥伦比亚大学的教授职务,担任实验室主任。

一组数据显示,2010~2014年,实验室共承担科研任务245项,国家重大任务40余项,发表研究论文480篇。

如果说,质疑是科学家重要的基本素质,那么,质疑的能力需要以“洞若观火”为基础。

“海洋科学至今仍是一门以观测为主要手段的学科,海洋领域几乎所有重大科学进展都与观测手段的创新密切相关。”2019年初,陈大可作为中国第35次南极考察的船基首席科学家,在南大洋海域,现场指挥布放了我国首个西风带环境监测浮标。

西风带,又称“魔鬼西风带”,因环境恶劣,其观测数据资料长期空白。

据此,陈大可提出南大洋“大圆环”计划,环绕西风带投放浮标,为建立新的大洋环流模型、评估极地水团对全球气候影响提供基础资料。

极地是地球气候系统的巨大冷源,也是大洋深层和底层环流的发源地,在全球热平衡和水循环中起着关键作用。

“几十年来,我国极地考察在能力建设方面打下了相当好的基础。”陈大可特别指出,“目前我国极地考察的基本能力建设,包括破冰船和科考站,主要集中在自然资源部管理。我们应该发挥这一传统优势,联合各方力量,发展先进的极地观测和模拟技术,推动中国科学家主导的国际极地大科学计划,增强我国在极地事务和全球治理中的话语权。”

陈大可预判,几年之后会有一个极地研究的热潮,“我非常期待这一热潮的到来。”

沾溉后人,其泽也远

同样是基于这样的洞见与质疑,陈大可和他的学生张翰从观测到模拟,研究阐明了台风的“热泵”和“冷抽吸”作用及其影响,对过分强调台风“热泵”效应的国际主流观点提出了挑战,为深刻理解台风在地球气候系统中的作用提供了崭新的视角。

不久前,陈大可和张翰获评浙江省省部属企事业工会“名师高徒”荣誉称号。如同苏纪兰与陈大可,师生之谊也在陈大可和他的学生之间传承。

连涛是陈大可的硕博研究生,“读完硕士那年我应聘了一家金融企业,待遇还不错。所以没有特别想读博。”连涛说,“当时老师找我谈心,问我做研究的时候愉快吗?我说当然——这是真心话。”

陈大可对连涛说:“你想多挣钱没有错,你也有这个聪明才智。但是放弃自己的兴趣,是悲哀的。”

那次谈话后,连涛选择了继续深造,“老师说,决定了做科学研究,就不要再想大富大贵的事。能按照自己的兴趣爱好工作和生活,也是个人能力的体现,而且会更加自由,更有尊严。”或许,这才是陈大可心中的“富”与“贵”吧。

“物理海洋学仍有大量未解之谜,每一个谜团的破解往往都能引发人类对海洋、对地球的重新认知……”繁忙的陈大可,并不拒绝与年轻大学生们的交流。近年来,他在中山大学、上海交通大学的《物理海洋学漫谈》等讲座,旁征博引,新颖的角度和开阔的视野,广受欢迎。

“希望通过科普,吸引真正对海洋科学感兴趣的青少年。”陈大可强调,“能够带着兴趣做研究,年轻人的科研之路才能走得更远,遇到挫折时也会更加轻松自如地去应对。”

“希望我的学生不要为发论文而做论文,一定要志存高远,多出原创成果。”陈大可一直关注着科研评价体系建设。他欣喜地看到,近几年国家层面上出台了一系列措施,强调在科研评价中要破“四唯”、重实效。自然资源部印发的《关于深化科技体制改革提升科技创新效能的实施意见》《关于激励科技创新人才的若干措施》等文件,形成了涵盖各学科的三个梯队高层次科技创新人才体系,充分发挥人才在自然资源事业中的关键作用。

陈大可相信,“基于国家战略和经济社会发展的需求,我国海洋科技的发展只会越来越好,有望在深海资源开发利用、海洋可再生能源、海洋灾害监测预报、海洋探测和水下通信、海洋生态环境保护、海洋智能无人装备等方面取得重大科技突破”。

“当前,‘查清中国海、进军三大洋、登上南极洲’的目标已基本实现,我们新的口号应该是‘监控中国海、深入五大洋、共治南北极’。”陈大可如是说。

文章来源:i自然全媒体
责任编辑:杨爱军

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