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【文汇报】秦大河:气候变化和冰冻圈科研先行者

2019-07-22 15:32     来源:文汇报 + AA -

  1990年3月3日,一个脸庞瘦削、带有冻伤的中年人抵达东南极冰盖边缘的苏联和平站,他与来自美、法、苏、英、日的5名队员,共同实现人类首次不借助机械手段,徒步5896公里横穿南极大陆的壮举。他一路采集800多个雪样,是世界上唯一在一个野外季节连续采集到南极冰盖表面1米雪坑雪冰样品的科学家。

  他就是我国气候变化和冰冻圈科学研究的先行者,中国科学院院士——秦大河。

  他和团队在国际上最早提出冰冻圈科学的理论框架,并以此指导冰冻圈变化、影响及其应对的研究。他的研究视野不仅仅是南极、北极、高原这些冰冻圈发育的地区,还包括冰冻圈影响地区的生态环境和经济社会发展。我国冰冻圈变化对水资源和生态系统产生的影响,关系到周边若干国家30亿人口的可持续发展。

  在担任中国气象局局长期间,他提出了中国气象事业是科技型、基础性社会公益事业的定位;他组织领导完成了“中国气象事业发展战略研究”,提出“大气象”的概念,为中国气象事业的发展开拓了创新思路。

  自1995年起,秦大河直接参与和领导联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的工作,时间长达21年。IPCC的评估报告是国际社会应对气候变化的科学文献,具有不可替代的权威性,他在IPCC第四、第五次评估报告中担任第一工作组联合主席和主席团核心成员,他的不懈努力为人类经济社会可持续发展做出了卓越贡献。

  【人物档案】

  秦大河,我国冰川学家和气候学家,1947年1月出生。2003年当选为中国科学院院士,2004年当选为第三世界科学院院士。曾任中国气象局局长、中国科学技术协会副主席、中国科学院兰州冰川冻土研究所副所长、中国科学院资源环境科学与技术局局长、世界气象组织中国常任代表、国际地理联合会副主席、国际南极科学委员会(SCAR)冰川工作组主席等职务。现任国家自然科学基金重大项目《中国冰冻圈服务功能形成机理与综合区划研究》首席科学家、中国科学院学术委员会主任、冰冻圈科学国家重点实验室名誉主任。

  秦大河院士为促进我国与国际气候变化研究工作的进步,为推动全球气候变化研究,实行环境保护和节能减排等应对行动,做出了卓越贡献。2008年他获得被称为“气象诺贝尔奖”的国际气象组织奖,2013年获得享有“环境诺贝尔奖”之誉的沃尔沃环境奖。

  “恋”上冰川学

  早在小学六年级时,秦大河就在作文中写过这样的一段话:“我要让我的脚印,印遍地球上的任何角落。”这句话,似乎预言了他日后的科学探险和奋斗历程。

  1947年1月4日,秦大河出生在黄河之滨的兰州市,他的父亲秦和生是我国著名的兽医教育家和兽医外科专家,曾辗转于云南、贵州、四川、陕西、甘肃、宁夏和北京等地,从事教学和科研。因此,秦大河兄弟姐妹的名字,都带上了较明显的地理色彩,他的哥哥名叫秦大山,姐姐名叫秦爱宁,妹妹名叫秦爱兰。

  受家庭的影响,秦大河从小就勤奋、律己,学习成绩名列前茅。1965年,秦大河高中毕业,进入了兰州大学地质地理系自然地理专业,这并不是他最初想要报考的数学或物理专业。那时的冰川学研究 刚刚起步,1964年中国科学院希夏邦马峰地区科学考察中的现代冰川考察,当年的“新闻简报”作过介绍,而兰州大学又是国内冰川学研究最好的大学,因此在学习过程中,秦大河对冰川研究产生了浓厚的兴趣。

  大学一年级时,《地理学报》的一篇文章引起了他的兴趣,那是中国当代冰川学奠基人施雅风和谢自楚合著的《中国现代冰川的基本特征》。这篇文章描述的中国现代冰川的美景和其巨大影响力,让秦大河“恋”上了冰川学,他发誓一定要当面拜见两位老先生,并决心将来从事冰川学研究工作。

  学地理的人对吃苦都是有思想准备的,为野外考察工作准备身体条件,秦大河每天都练长跑,锻炼了意志和毅力。后来他在一篇文章中写道:“横穿南极,开头一个月几乎是跑着前进的。在那么恶劣的环境里,如果没有我年轻时练就的长跑功夫,没有毅力,恐怕很难坚持到底。”

  大学毕业后,秦大河被分配到甘肃和政县,在农村劳动一年多后,又被分配在当地中学教数学。教师职业是高尚的,秦大河从来不敢敷衍。

  但是,他搞科研的心思一直没有动摇过。1974年放暑假,秦大河回家路过兰州,想拜访一下施雅风、谢自楚两位老先生,于是就大着胆子来到了中科院兰州冰川所。

  幸运的是,通过打听,当天他就找到了谢自楚的家。秦大河说对冰川学很感兴趣,想学习学习。没想到,话刚说完,谢自楚就热情地请他进到屋里。在谢先生狭小的房间里,两人越谈越投机,最后谢自楚感慨道:“现在根本没有人想搞冰川,都认为干这行太苦,你却自己找上门来,我真高兴啊!”接着谢自楚又询问秦大河的学历和专业知识学习情况,临走还给了他冰川学方面的资料。

  这次毛遂自荐成了他人生道路上的转折点。1978年5月,秦大河调进了冰川所。同时,他也通过了研究生面试,考取了兰州大学地理系李吉均教授的硕士研究生。1980年10月,他获得硕士学位,返回冰川所工作。他憋足了劲,要在冰川所好好地干一番事业。

  徒步南极的“疯狂”

  20世纪中期,许多国家开始重视冰川研究,尤其是对南极冰盖的考察和研究。

  1990年3月3日,一支由6名不同国籍科学家组成的科考探险队实现了一项壮举——他们经过220个昼夜的艰苦跋涉,徒步行进5896公里,实现了人类历史上首次不借助机械手段徒步横穿南极大陆。在一张当时拍摄的照片中,一个脸庞瘦削、黑红还有些冻伤,手持五星红旗的中年人站立在南极点,他就是秦大河。

  这支横穿南极的国际探险队由美、法、苏、英、日和中国6个国家的6名队员组成,其中只有秦大河和苏联队员是科学家,其他4位都是职业探险家。当时,秦大河已42岁,他毛遂自荐争取到了这次机会。

  “南极是冰川学家的圣地,对于一位冰川学工作者而言,南极洲是科学研究最理想的地方。因为那里有地球上现存的最大冰盖——南极冰盖,世界上86%的冰川冰集中在那里,有无限的吸引力和感召力。”秦大河说。

  尽管秦大河此前已经两次去过南极,但这次的困难程度与之前不可同日而语。出征前,他遇到的第一个“拦路虎”是牙齿。南极内陆没有医疗条件,徒步过程中一旦牙齿出问题吃不下东西,生命就会受到威胁。美国医生建议他拔掉所有“嫌疑”牙齿,否则就不能参加。为了喜欢的科研事业,他一共拔掉了10颗牙。

  在横穿南极之初,秦大河还不会滑雪,只能踏在滑雪板上跑着前进,这比起在陆地上跑步不知要难多少倍,摔倒了无数次,有时他累得实在抬不起腿,就把自己拴在雪橇上拖一段路。也不知道摔了多少个跟头,一个月后,他终于能全天滑雪了。3个月后,他的体重减轻了15公斤。

  “我是一个地球科学工作者,自从我选定干冰川这一行,认定了就得爬山,就得风餐露宿,就得在空气稀薄的高原上生活。只有在苦难中,人们才能认识自我,事业的乐趣也就蕴藏在这艰苦之中。”秦大河说。

  顶着肆虐的狂风,秦大河每55公里挖掘一个1米深的雪坑,观察记录雪层剖面,采集雪样。几个月下来,3把铁锨都挖坏了。

  南极冰盖上的降雪不会融化,年复一年,在低温和重力作用下,雪的密度逐渐增加,最后形成冰川冰,来自大气乃至外太空的物质都会沉降到冰盖表面的雪上。因此采集雪坑和表层雪样进行分析,可获得地球气候环境变化的许多定量的信息,对冰川学和气候变化研究有重要意义。

  为了保住采到的珍贵雪样,秦大河丢掉了自己备用的衣服,把更多的采样瓶藏在枕头里和行李中。同行的法国队员对他的行为表示不解,说他是“疯狂的科学家”。而秦大河却说:“对于一个研究冰川的科学家来说,雪样如同生命一般重要。”

  就这样,7个多月时间,科考队冒着严寒和风暴,战胜冰裂隙、暴风雪等艰险困苦,通过南极半岛,翻越埃尔斯沃斯山脉,抵达了南极点,又穿越“不可接近地区”,终于到达终点苏联南极和平站,书写了人类南极科学探险的奇迹。

  在近6000公里的风雪途中,秦大河共采得800多个珍贵的雪样,特别是采集到南极洲“不可接近地区”内的珍贵雪冰样品。如今,他仍是世界上唯一拥有全部南极地表1米雪坑雪冰样品的科学家。

  建中国首个冰芯实验室

  南极归来后,秦大河成为中外媒体的焦点,但他表示:“我是一名冰川工作者,我的心已飞到了实验室,从南极带回的800多个雪样还等着我去分析研究呢。”

  秦大河用了将近两年的时间,对带回的雪样进行分析和研究,取得了一系列创新性发现和创造性成果。这些成果对认识组成南极冰盖物质水汽的来源、南半球大气环流的特征、生物地球化学的循环,以及南极海冰的进退规律等,都有重要的意义。

  然而,雪样分析进行得并不顺利。20世纪90年代初,国内没有相应的实验室和分析仪器对这些雪样进行分析测试。所以这些样品的实验室分析,只能放到法国科学研究中心的冰川实验室完成。当时,秦大河就萌生了一个念头——要为中国建立一个冰芯实验室。

  “自己没有‘武器’、没有实验室,这是科学研究上的重大缺陷。艰苦的野外工作获得的宝贵科学素材,必须要有实验室进行分析。”秦大河说。

  可当时国家并不富裕,科研经费也很少,建一个实验室至少需要上千万元,这对秦大河和他的研究团队来说无疑是个天文数字。

  一次,秦大河见到时任中科院院长周光召。周光召关心地问起秦大河有没有什么困难。秦大河想了想,答道:“能不能帮助我们把实验室建起来?我想先要一台仪器。”

  于是,冰芯研究室有了第一台仪器——价值165万元的MAT251型气体稳定同位素比值质谱仪。

  有了仪器,还需要安放仪器的地方。在建实验室大楼的过程中也是困难重重,他曾四处筹钱,凑够了首期工程款就立即开工,秦大河为国家建冰芯实验室的梦想终于一步步实现了。

  现在,冰芯实验室已经从最初的中科院院级实验室,于2007年通过了科技部组织的国家重点实验室建设计划可行性论证会,成为“冰冻圈科学国家重点实验室”,这也是国际上第一个以冰冻圈科学命名的研究机构。

  2008年7月,国家重大基础研究项目“我国冰冻圈对气候、水文和生态的影响研究”(973项目)提出“变化-影响-适应”的研究主线,在随后的“超级973”项目(地学第一个A类项目)冰冻圈变化及其影响研究”中,该研究主线得到进一步凝练;2016年,国家基金重大项目《中国冰冻圈服务功能形成机理与综合区划研究》进一步提出建立“自然-变化-影响-适应-服务”的冰冻圈科学体系,在国际上第一次提出将冰冻圈功能和服务与人类福祉关联起来,展开研究。2017年,我国提出“冰冻圈地缘政治”课题,冰冻圈科学体系日臻完善。

  为人类福祉做卓越贡献

  全球变暖的今天,冰冻圈科学已成为国际关注热点和前沿研究领域之一。

  早在1988年,世界气象组织(WMO)和联合国环境规划署(UNEP)联合在联合国麾下成立了政府间气候变化专门委员会(IPCC),组织全世界气候系统各圈层和社会经济与可持续发展领域的顶尖科学家,将气候系统五大圈层的变化与人类社会经济活动相联系,对过去一段时间的气候变化研究进行科学评估。

  1990年以来,IPCC先后发布了五次评估报告,成为各国在联合国气候变化框架公约(UNFCCC)开展谈判的科学基础,是国际社会应对气候变化的权威文件,也是各国政府制定应对气候变化政策、采取行动的重要科学依据。

  秦大河与IPCC结缘始于1995年,他是第三次评估报告的主要作者。之后,他在第四、第五次评估报告编写期间担任第一工作组联合主席、主席团核心成员,直接参与和领导IPCC工作长达21年。

  秦大河于2012年参与领导撰写的IPCC《管理极端事件和灾害风险推进气候变化适应特别报告》,在全世界引起广泛关注。2013年,他在瑞典斯德哥尔摩获得了国际实践环境科学领域的最高奖项沃尔沃环境奖,这一奖项授予在环境和可持续发展领域有卓越创新或科学贡献的个人或组织。评委会认为,该报告“第一次明确指出了气候变化、极端气候事件同全球人类活动之间的相关性”,“具有划时代的意义”。

  2000年,他被任命为中国气象局局长。“气象部门不仅要观天,还要测地。”这是秦大河经过广泛调研和缜密思考后,为中国气象业务提出的发展方向。他认为,气象业务将由传统的气象预报领域向更为广阔的气候系统领域跨越。他提出了“大气象”的理念:“气象事业不仅仅是天气,还应当包括气候和气候变化工作,再加上生态气象、人工影响天气、大气成分、空间天气等等。”

  为此,在国务院领导下,中国气象局邀请了全国70多位两院院士、300多名科学家,开展了跨学科、跨领域、跨部门的研究。经过两年多的调研和研讨,形成《中国气象事业发展战略研究》一书,总结出“公共气象,安全气象,资源气象”的发展理念,为中国气象事业的发展开拓了创新思路。2006年,《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》发布,这是半个多世纪以来中国气象界唯一的一个国务院专发文件,气象事业成为为全国人民和各行各业服务的事业。

  作为冰冻圈研究领域的开拓者,秦大河认为,中国是冰冻圈大国,理应加强冰冻圈科学研究。“我们要有世界眼光和战略思维,顺应科学和社会发展的潮流,紧扣人类和国家发展脉搏,努力创建中国科学家倡导的科学理论,引领学科发展,努力完善冰冻圈科学体系。”秦大河说。

  2007后,秦大河将全部精力投入到科研和教学上。至今,他为国内十多所大学的本科生和研究生讲授《冰冻圈科学概论》和《气候变化科学概论》两门课程。他在研究生新生开学典礼上鼓励学生勇敢探索。在他记得满满的日程表上,大部分事项都是科研和教学。甚至在70岁以后,他仍远赴北极、阿拉斯加和格陵兰冰盖腹地考察。秦大河说:“我是科学家,落叶归根就是回归科学人生,其乐无穷!”

  记者手记

筚路蓝缕的开拓者

  在秦大河的奋斗之路上,不仅有着开拓创新的科学精神,还有着筚路蓝缕的勇气、魄力,和为国家、为科学舍身奋斗的奉献精神。

  “冰冻圈变化对全球环境和气候造成的影响,怎么警惕也不为过。我们亟待拓展研究的深度和广度,以应对可能到来的各种变化。”秦大河说,关注气候变化,实现人类社会的可持续发展,是包括中国在内的全世界科学家义不容辞的重大责任。

  他不仅是科学家,更是一位高瞻远瞩的教育家。在卸任中国气象局局长职务后,他推掉了诸多社会兼职,把更多时间留给了课堂和学生们。

  2015年起,秦大河亲率IPCC中国作者团队在中国科学院大学开设《气候变化科学概论》研究生专业课。20人组成的授课团队,全部为参加IPCC第四、第五次评估报告编写的中国作者。他希望培养年轻人的“国际视野、独立思考、批判精神和思辨能力”,希望他们“既要成为科学家,也要成为相关领域的领导者”。

  他始终认为,科学家必须具备超前思维。近几年,越来越多的中国科学家参与到IPCC的工作中,中国科学家的话语权在不断上升。但秦大河也提醒年轻一辈:“不要骄傲自满,应该清醒地看到,我们与欧美先进国家还存在一定差距,要扎扎实实、一步一个脚印地推进气候变化的科学研究。气候变化事关人类未来发展福祉,青年科学家应继续努力。”

  (原载于《文汇报》 2019-07-21 06版)

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