研究，是件有意思的事兒
——記中國氣象科學研究院氣候系統研究所研究員左志燕

本刊記者 范燕燕 石艷美

專家簡介：

左志燕，中國氣象科學研究院氣候系統研究所研究員，第3批國家“萬人計劃”青年拔尖人才入選者。她從事東亞氣候變異和季風、氣候變化、陸氣相互作用、短期氣候預測等研究多年，在陸面過程對中國氣候和亞洲季風變異的影響等方面取得了顯著創新性成果。這些成果對深入認識中國氣候和亞洲季風變異有著重要的學科意義和實用價值。

近5年來，先后在國內外著名學術期刊上發表學術論文30余篇，SCI論文24篇，其中以第一（通訊）作者身份發表SCI論文13篇。主持或參與了國家自然科學基金、“十一五”科技支撐、“973”項目、國際合作及行業專項等國家重大科技項目，先后榮獲了中國氣象科學研究院“優秀青年”獎、“中國氣象局直屬機關優秀青年”稱號，并成功入選氣象部門“青年英才”和中國氣象科學研究院首批“高層次人才培養計劃”等。

你或許沒有聽說過氣候變異，但一定對“全球變暖”有所耳聞。全球變暖，這是一個囊括了生物生存、人類活動、社會生產的宏大命題。而它，也恰恰是氣候變異的根源所在。

2016年是有記錄以來全球范圍內最熱的一年。當灼人的熱浪持續來襲，人們疲于采取各種應對措施防暑降溫，可能極少有人會留意到，即便在全球變暖的大趨勢下，各地區之間還存在著明顯的氣溫改變快慢的差異。為什么中國的溫度變化與中高緯地區存在的差距較大？不同區域的氣候變化之間有著怎樣的相互作用關系？春季積雪的異常會給夏季的降雨帶來如何的影響？中國境內究竟因何會出現南澇北旱？這些關乎環境生存現狀，卻往往被常人所忽視的問題，便是左志燕一直以來的研究范疇。

“我的工作是更深層次地認識全球變暖的氣候效應，持續關注東亞氣候變異。”她說，“未來10年、20年，長久性針對東亞氣候變化領域的研究方向不會變。工作，是人生最簡單的事情，而研究則很有意思。”

揭開積雪背后的奧秘

冰雪圈作為氣候系統的五大圈層之一，在天氣氣候研究中具有極其重要的地位。早在20世紀50年代，就有專家指出冰雪會明顯影響氣候的冷暖變化，而積雪則是冰雪圈中地理分布最廣泛、季節與年際變化最顯著的成員，大范圍的積雪異常會直接導致同期及后期的大氣環流異常。

這些年來，全球氣候風譎云詭，各類災害頻頻發生，其中少不了積雪的作祟。新疆融雪山洪、2008年我國南方史無前例的雪災害等，都造成了嚴重的經濟損失和人員傷亡。

2011年，左志燕結束了在美國國家海洋大氣管理局為期一年的訪問研究，而就在這時，她萌生了對歐亞大陸積雪異常深層次探究的念頭。“當時，我在前期已經做了很多有關積雪對中國區域氣候影響的工作，考慮著如果積雪異常，夏季的降水會受到怎樣的影響？”根據左志燕介紹，若要為氣候預測提供可靠的價值佐證，評估積雪參量是必不可少的一項。而積雪作為重要的氣候預測因子，它的參數并不是單一的，涵蓋甚多，積雪覆蓋率、積雪深度、雪水當量……都是評估過程不可缺少的參考數據。

立足于春季歐亞大陸積雪對中國夏季降水的明顯影響，同時考慮到氣候預報模式中，積雪異常面向中國夏季降水的研究匱乏、業務預測數據缺失等現狀，左志燕率先開展了“利用NCEP CFSv2后報資料研究歐亞大陸春季積雪異常對中國夏季降水預報的影響”項目。在國家自然科學基金青年基金的大力支持下，她利用美國國家環境預測中心(NCEP)最新的氣候預報系統(CFSv2)1983-2010年的后報資料、NCEP/CFSR資料和中國臺站降水資料，研究歐亞大陸春季積雪異常在CFSv2中對中國夏季降水預報的影響及相應的物理過程，評估CFSv2中春季積雪對中國夏季降水預報影響的可預報性。

在經過嚴格、周密的團隊分工，多方面的學術文獻參考，細致的數據收集考量之后，他們鄭重地列數了3年來的成果收獲。“我們利用NCEP CFSv2模式和積雪的觀測和遙感資料研究發現，CFSv2對超前一個月的3～5月雪水當量有很好的回報能力，且能提前一個月回報出與4月積雪相關的我國夏季降水異常及相應的環流異常。”該項發現具備顯著的社會經濟效益，提升了我國汛期降水預報的能力，對于防汛措施的展開有著重要的參考意義。

與此同時，在評估CFSv2中春季歐亞大陸積雪影響中國夏季降水的可預報性的基礎上，左志燕帶領團隊將歐亞大陸積雪在CFSv2中的可預報性進行估測，并深入分析了中國地區各種積雪參數的差異性。她表示，在融雪期CFSv2能夠近乎完美地表現積雪覆蓋率的年際變化，但針對非融雪期，它雖可以提供偏差較小的歐亞大陸積雪氣候態模擬數值，但卻會嚴重低估積雪期的年際變率。明確上述情況，他們展開積極的學術猜想：“融雪期與積雪期CFSv2對于積雪覆蓋率的模擬偏差，很可能與該模式對于對流層中低層溫度及降水的模擬偏差有關；CFSv2對于歐亞大陸積雪覆蓋率的預報能力在1997年前后出現了一定提高，很可能是因為模式初始場以及觀測資料在1997年前后時空分辨率有所提高所致……”一系列的假設成為首次深入探究氣候模式中積雪可預報性的理論陳述，為氣候預測業務中采用歐亞大陸積雪這一重要因子提供了堅實的科學依據。

針對積雪分布區域、融雪情況發展及季節貢獻影響展開的綜合性分析，左志燕帶領團隊成功利用氣溫、風速、氣壓、飽和水汽壓差和凈輻射等局地氣象因子對冬季積雪進行了多元線性回歸解析，從而得到具有準確性的冬季積雪觀測值，為建立氣象因子統計模型，開展中國冬季降雪預報創造可能；在評估北半球夏季風降水在CFSv2中可預報性時，其團隊先進性的發現與進一步研究，驗證了CFSv2預報產品的側重方向、預測能力，由此推出結論：我國在對汛期降水進行預報的時候可適當參考CFSv2的預報產品。

除此之外，基于項目研究內容的拓展與深化，他們還揭示了中國冬季積雪的時空特征及其成因，深入研究了亞洲夏季風系統變異機理及亞洲夏季風降水在CFSv2的可預報性……

應需發展 著陸中國氣候變異

1974年，世界氣象組織(WMO)和國際科聯(ICSU)第一次提出氣候系統的概念，并在歷經10年之后，在世界氣候研究計劃(WCRP)中充分強調了陸氣相互作用及陸面過程研究的重要性。約占地球表面三分之一的陸地，作為該系統最為復雜的組成部分，對整個氣候系統有著至關重要的作用。

近年來，陸面過程及其與氣候的相互作用引起了人類社會的普遍關注，并逐漸成為了一個重要的科學研究領域。“陸面過程對氣候變異的影響是目前國際上的研究熱點和難點問題之一”。從陸氣相互作用的研究和陸面模式的發展來看，各種復雜的陸面模式相繼發展，雖在一定程度上改善了氣候模式對陸面過程的模擬能力，但在陸面模式的研究中仍存在大量有待深入研究的問題。

“我們前期的研究發現，在全球變暖背景下，歐亞大陸地表和對流層大氣熱狀況的演變表現出強烈的區域差異性特征，這種從地表到對流層大氣的非均勻加熱與近60年的亞洲季風環流變異關系密切。這也表明，歐亞大陸內部熱狀況變化的區域差異性可能在亞洲季風演變中起著重要的作用。”有了此番的發展認識，左志燕結合多種氣象資料、NCAR CAM5.0模式，對歐亞大陸非均勻加熱的成因及其在亞洲季風演變中的作用開展系統性的研究。

為了能夠完全且全面地詮釋“歐亞大陸區域非均勻加熱的特征和可能的成因是什么？歐亞大陸的非均勻加熱在亞洲季風演變中起著怎樣的作用，兩者作用的物理機制是什么？”資料診斷被用來揭示全球變暖背景下歐亞大陸熱狀況區域非均勻變異的特征，數值模擬則應用于氣溶膠強迫和氣候系統內部年代際變率方面，將成因的可能性逐一辨析。在充分了解歐亞大陸這種非均勻加熱現象的基礎上，左志燕從熱力學的角度闡明其對亞洲季風變異的重要作用，并利用數值模擬來揭示其作用的物理機制。

在最新的研究報告中，從亞洲季風環流的成因到特征性變異的時間觸發節律，從歐亞大陸地表熱力區域分化到土壤濕度異常檢測，從中國霧霾天氣的時空變回特征到淮河以北的季節性指數，細節性地探察，全局視角地把控，左志燕將工作推進的每一步織成一張緊羅密布的大網。與此同時，“認識全球變暖背景下歐亞大陸熱狀況區域不均勻演變的現象；給出亞洲季風系統演變的一個新的重要影響因子：全球變暖背景下歐亞大陸的區域非均勻加熱”承擔起該項目的創新特色骨架，為在全球變暖背景下歐亞大陸熱狀況變異的深層認識及亞洲季風演變規律的進一步把握增添助力。左志燕強調，對歐亞大陸熱狀況的區域差異性演變現象，進行系統且充分地了解是十分必要的。因為只有在前者的基礎上，才能進而實現深入研究其對亞洲季風變異的重要作用及可能的物理過程，并全面把握亞洲季風演變規律、強化季風活動預測，減少季風異常帶來的氣象災害。

言談間，地區性氣候成因是左志燕提到最多的話題，“盡管近一個多世紀以來，全球地表增溫現象帶來一系列氣候異常已經成為一種共識，然而全球各地出現的諸多劇烈的區域氣候異常現象并不能用全球變暖來簡單解釋。”全球變暖是一種宏觀層面的現象趨勢，但細分到各地區、各國之間，其緣由、演變節律、幕后推動力等變得尤為復雜。應需發展是時代的要求，同時也對推動研究工作大有裨益。故而，在推進工作的進程中，左志燕考量的重要因素之一便是國家的發展需要。她認為，研究一方面以自身的興趣為出發點，同時另一方面，它價值量化的最終體現是以滿足國家需求、創造社會價值為準繩。

2015年在北京與學生合影

回首，氣象萬千

板正、肅然的工作形象與坦率、直爽的個性風格似乎總被人認為不太搭調，但這兩者恰恰卻在左志燕身上得到巧妙的融合。但凡見過左志燕的人，總會把“爽朗”“率性”的標簽貼在她身上，漸漸成為她最直接的代名詞。

作為一個“土生土長”的氣科院（中國氣象科學研究院）人，左志燕會自稱是“問題學生”。在她長達6年的求學過程中，科學研究其實并非坦途一片。她甚至還一度懷疑自己能不能順利畢業。但反觀現今，身為氣科院氣候系統研究所的研究員、國家“萬人計劃”青年拔尖人才的入選者，近年來在東亞氣候研究中，她可謂如魚得水、游刃有余：

在亞洲季風變異機理方面，她創新性地提出“亞洲大陸增溫幅度小于周邊區域”的“相對變冷”現象是造成亞洲季風減弱的重要因素之一，并以全新的視角披露出陸表熱力區域差異性帶給亞洲季風年代際變化的顯著作用；面向我國長江流域以南地區春季降水東、西反位相的“蹺蹺板”變化結構，她以揭示歐亞大陸春季積雪異常為著眼點，為氣候預測模式的應用效果、氣象預測業務的積雪作用等方面提供新的考察結果；針對我國東部春季土壤存在的不同程度的干旱化趨勢，面對夏季青藏高原的夏季“制冷”空氣，她的研究步步為營、砥礪而行……這也著實讓人難以想象她口中那段“焦灼”的過往。

或許，最寶貴的率直正是源自于她極力證明自己并非天才。2001年，左志燕畢業于南京氣象學院，隨后便進入中國氣象科學院開始攻讀碩士和博士學位。據她描述，起初自身的基礎功底并不扎實，“剛進研究組那會兒，我應該是組內最弱的，總擔心著自己畢不了業。”得益于“偶像”的鼓勵和督促，加之自身的勤勉，她慢慢建立起自信，并通過點滴的積累取得了而后的成績。

“偶像”，左志燕這樣稱呼著自己的博士生導師——中國科學院院士張人禾。張院士是我國氣象科學研究的開創性人物，在熱帶大尺度海氣相互作用、亞洲季風的變異、ENSO與亞洲季風的相互作用等方面研究頗有造詣。在左志燕的印象中，他是極具人格魅力的。“張老師是一個紳士，他會試著放手讓學生發揮自己的潛力，會發自內心地尊重每一個學生。”談及導師，她的感激之情溢于言表，她記得每次進步導師肯定的話語，“做得不錯”“再接再厲”，那些表揚言猶在耳。

但盡管如此，一向快言快語的左志燕還是免不了“牢騷”幾句，與其說是針對老師，倒更像是“吐槽”初出茅廬的自己。她笑稱：“因為導師厲害，所以當時的期待值特別高，但到了真正做研究時才發現，導師只會給出一個大方向，細節性的研究完全需要自己琢磨。這讓一開始的我很是頭疼了一番。”時過境遷，就當下而言，左志燕對導師這種培養模式十分認可。在她看來，自己獨立的思維能力正是在那段時間得到明顯的提升，而現在轉變身份，作為學生引路人的她，亦是格外重視這種治學精神、培養模式的傳承。

在美國賓州，攝于2011年訪學之際。

“科學研究并不是培養工匠”。左志燕強調，一個獨立的個體需要具備獨立的思維能力。導師不能主導學生的一切，所起到的僅是引導性的作用。其肩擔著“提出問題”的責任，而后卻只需在學生毫無頭緒的時候幫助他們理順思路，有想法、有作為的時候加以指導。畢竟，學生只有在自主解答的過程中真正下工夫，才能使獨立思考的能力、凝練科學問題的能力得以啟發、發展。

“板凳要坐十年冷，文章不寫一句空。”務實、嚴謹的為學理念、治學風范是左志燕一直以來的行事準則。她表示，工作的目標不會是獎項，更不會一個稱號。榮譽于她，有著壓力與動力并存的效果。“獲得認可肯定會讓自己有成就感，但同時也會更加激勵自己，心里想著不能有所辜負。”她倡導勞與逸截然分離，一心絕不二用，用百分百的精力去從事科研，同樣用完全放松的心態來享受生活。研究不同于粗略地瀏覽知識，簡單地死記硬背就能夠完成，終歸需要培養、提升個人的能力。專注也就成了一件必備的武器。

“研究”有著吸引左志燕的獨特魅力，因為興趣使然，也便不覺艱辛。“其實一旦‘鉆進去’，也就無所謂累不累。每次長時間的工作時，我都沒有累的感覺，反倒回到家真正閑下來的那一刻才感到疲憊。”

她說，工作之于她是最簡單不過的事。“付出努力就會有成果收獲，每天有創新、有不一樣的體驗，這是我喜歡的。”