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王凡:志合者,不以山海为远

王凡,1967年1月出生,理学博士、研究员、博士生导师。国家人才推进计划——中青年科技创新领军人才入选者,973项目首席科学家。

自1998年以来,先后主持973项目、863重大项目课题、国家自然科学基金重大项目课题、面上项目、国家专项课题、中科院创新重要方向项目等科研课题20余项;发表论文130余篇(含SCI、EI论文50余篇),出版专著3部。入选首批国家人才推进计划——中青年科技创新领军人才,先后获得全国优秀科技工作者、山东青年五四奖章、山东省优秀青年知识分子标兵、青岛市青年科技奖,享受国务院政府特殊津贴。

航行出海和考察,在普通人看来新奇而刺激。在王凡和他的同事眼中,却是风险与寂寞并存,但更难得的是机遇——获取第一手海洋观测数据的机遇。

作为中国科学院海洋研究所和海岸带研究所所长、中国科学院海洋大科学研究中心主任、我国海洋动力学研究的优秀代表,王凡已经和大海打了20多年交道。对于他来说,出海的目的只有一个:科学考察。

风险是每次出海考察的必修课。王凡说:“与一般的海上航行求稳不同,科学考察有时更偏爱恶劣的环境与海况。越是像台风或寒潮等来袭时,所采集到的数据越发珍贵,越能为科学家提供解开海洋未知奥秘的钥匙。出海的时候遇到恶劣天气是家常便饭,海洋科研工作者不仅不能畏缩,更要以严谨的态度和攻坚克难的精神去直面挑战。”他们跑西太平洋,跑赤道,甚至跑到南半球,所追求的,都是人无我有的珍贵数据资料。

而寂寞,则是漫长科考征程的必然伴生物。动辄数月在海上漂荡,远离家人,通信不畅。壮阔起伏的海浪,缠绵多姿的云彩,都会随时间的流逝变得熟视无睹平淡无奇,海上的生活毕竟是乏味的。王凡说,长期生活在这样的环境中,还肩负着科考任务,必须能够耐得住寂寞才行。

就是无数次风险与寂寞交织的海上科考中,在数十年如一日对大海的深情研究中,王凡从中科院海洋所的“新兵”成长为“尖兵”,又成长为“领头人”。

王凡开始涉足大洋环流动力学研究的时候,大洋调查研究还很“穷”。那是上世纪90年代初,大洋研究还没有像今天这样受到重视,科研经费不足是常态,出海科考更是一件奢侈的事。

那时候,为了能获取大洋实测数据,王凡跟随导师胡敦欣院士攻坚克难,绞尽脑汁。或是搭乘别人的船出海,或是借助国际合作计划的共享航次出海,他们在“穷困”中磋磨,却从未放弃,目光始终锁定在热带西太平洋——

“那里是离我们最近的大洋,是我国从近海挺进大洋的必经之路,是必须重点关注和掌控的海域。”

“那里有一个叫作‘西太平洋暖池’的巨大水体,它是全球海水温度最高的水体。西太平洋暖池有强烈的海气相互作用,会影响季风的演化,进而影响我国雨带位置和旱涝分布。”王凡说。

“大家都知道著名的厄尔尼诺现象,以及它对我国灾害性极端冷暖和旱涝的影响。但很少有人知道,厄尔尼诺的发源地就是在西太平洋暖池。”

“最后一点,热带西太平洋还是我国主要灾害性天气台风的发源地。”

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可以说,西太平洋不仅是中国近海环境变异的起搏器,更影响着东亚乃至全球的气候变化。研究它,将会显著提高对我国和全球气候变化的预报预测能力。进入21世纪以来,热带西太平洋得到了全球海洋和气候学家的空前关注,而王凡和他的伙伴们已经在那里坚守多年,颇有建树。

长期以来,科学家们都是通过科考船现场调查的方式获取海洋信息,但这种信息受限于某时某地,不具有时空上的连续性,很难满足海洋与气候变化的研究。“近海长期数据都非常匮乏,更不要说大洋数据的长期获取,可谓难上加难。”潜标的出现,解决了这一难题。

潜标可以长时间固定在海底,持续测量从海洋表面到几千米深海的环境参数,已经是国际上开展海洋动力过程长期连续观测最有效的手段。

2015年11月,我国宣布在西太平洋初步建成了潜标观测网。王凡带领的团队获得了热带西太平洋代表性海域连续1年内的温度、盐度和洋流等数据。这是世界上首次在这一地区获取高质量、高时空分辨率的连续观测数据,为探索研究热带西太平洋环流的三维结构、暖池变异,及其对中国气候变化的影响提供了宝贵数据资料。

在这份令世界瞩目的成绩单上,中科院海洋所功不可没。更难得的是,承担这项任务的主体,都是年轻人,“航次的首席和队长平均年龄34岁,全体科考队员平均年龄29岁。”

作为“海洋人”,他们深深懂得,建设海洋强国,离不开海洋科技。潜标观测网的布设,就是为海洋动力过程和气候变化等科学研究提供数据,为国家海洋环境安全保障提供支撑。这是他们树立的远大目标。他们将自己的科研生命与国家命运紧密结合,把这远大目标分解成了能够扎实前行的路标。王凡介绍,“他们把每个航次的目的和任务,分解到了每一步具体的工作流程上。在航次准备期间,就对航次计划进行精密设计、反复论证,对航次所需的各种设备进行精心调试、维护,且每一步工作流程都做到double check。”

就是在这样严谨到吹毛求疵的工作态度下,他们4年来先后组织综合考察航次4次,成功收放潜标120多套次,潜标回收成功率达到97.1%,建成了由20套深海潜标1000余件观测设备组成的我国西太平洋科学观测网并实现稳定运行,获取西太平洋代表性海域连续3~4年的温度、盐度和洋流等数据,深海连续观测能力得到了显著提升。而他们所获取的长期连续观测数据,有力支撑了西太平洋环流的三维结构、暖池变异及其对气候变化的影响等科学研究的系统开展。

尽管团队考察成绩斐然,但王凡时刻保持清醒——“谈到实际应用,特别是应用到海洋环境预报、气候预报等场景中,这样的数据信息还是存在不足,那就是时效性差。”

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在第二届国际科学咨询委员会会议上,王凡作题为《中科院海洋大科学中心的机遇与挑战》的战略报告


针对这一难题,他们继续刻苦攻关,在国际上首次突破了潜标数据长周期稳定实时传输的海洋观测难题。“我们在十几套潜标上加装了自主研发的潜标实时化传输装置,还研发了一个手机APP,现在,每个小时我都会收到来自热带西太平洋大洋深处的环境参数信息。”

如今,这些数据已经提供给国家海洋预报部门、科研部门使用,用以验证和改进预报模式,同时也为预报提供更加准确的数据场,提高预报精准度。

王凡和他的伙伴们,通过不断创新,将科学和工程技术完美结合,不断提升着他们对海洋的认识。而年轻的科研人员,也在前辈的指引下,在海浪的捶打和淬炼中,快速成长起来。

高山仰止,景行行止。像胡敦欣院士曾经做的那样,王凡也将自己多年的研究经验与所思所得渗透到日常的科研、考察与生活之中,言传身教。

他告诉他们,确立远大的目标非常重要,但这个目标一定要跟国家需求和科研需要紧密结合。更重要的是,远大目标的实现,离不开脚踏实地、日夜付出。

他帮助他们对自己的专业有精深的理解和掌握,将自发的兴趣转化为自觉的热爱。

他告诫他们,出海考察之前必须对应做的工作有严谨、周密的设计,对可能出现的困难局面有充分的认识并做出应急预案。

他提醒他们,在海上什么意外都有可能发生,这要求每个人都要一专多能,且具备团结协作的精神,遇到问题时,能够无私地伸出双手,“只有这样才能齐心协力把一个航次的调查任务圆满完成。”

2017年9月,以胡敦欣、王凡为核心的中科院海洋研究所“热带太平洋西边界流研究集体”荣获2017年度中国科学院杰出科技成就奖。

时隔多日,提到这个奖,王凡依然动容,“我觉得荣幸而自豪。不是因为现在取得的成果水平有多高,而是我们研究热带西太平洋二三十年,一直坚持了下来,我们的付出得到了肯定。”

同时,这份自豪也来自国际同行的认可。由胡敦欣和王凡等国内外科学家倡导发起的“西北太平洋海洋环流与气候实验(NPOCE)”国际调查研究计划,经过十几年的努力,不论高水平论文发布,还是在创新技术成果的取得与应用上,都已经占据了国际热带西太平洋海洋环境与气候研究的制高点,名副其实。

所谓“志合者,不以山海为远”,这句话正是中科院海洋所这个集体的真实写照。