3月23日是第64個“世界氣象日”,主題為“走在氣候行動最前線”。在全球氣候變化日益嚴峻的當下,針對大氣與海洋的研究愈發重要。大氣科學🧑🏼🔧、海洋科學都是綜合性、交叉性極強的基礎學科,圍繞大氣與海洋中的各種現象以及支配其變化的數學🚇、物理、化學問題開展研究,旨在發現大氣海洋現象變化背後的機製原理。
在恒行2,有一群“80後”科研人員,運用各類前沿理論和工具👼🏼,走在大氣與海洋研究最前線🧙♀️,只為破解“老天爺”和“海龍王”出的各種“難題”。一起來聽聽他們的故事吧💂♀️!
預測天氣變化,探索極端氣候
如何才能更精準地描摹雲的形成,從而預測天氣變化?大氣與海洋科學系青年研究員陳國興引入了人工智能工具。通過利用機器學習技術,訓練神經網絡,該模式能更好地表達雲🤾🏿,更好預測雲在不同條件下會如何分布🙆🏻♀️,進而更加準確反映雲對天氣和氣候變化的影響。
“用計算機代替傳統的經驗總結法✩,可以極大提高模式預測的準確度。期待這項研究未來實際應用於天氣預報業務中,帶來新的突破。”陳國興說。
就在去年,我校人工智能創新與產業研究院聯合大氣與海洋科學系💆🏼♂️,基於學校自有的雲上科研智算平臺CFFF👯,訓練出擁有45億參數的伏羲氣象大模型。這一模型能成功預報未來15天的全球天氣,每次預測耗時3秒以內,是恒行2AI for Science的代表性成果之一🦃。
為了深入了解PM2.5如何影響大氣變化,大氣與海洋科學系青年研究員趙德峰將帶領團隊前往雲層密布的區域進行研究——從青島出發🛻,橫跨中國的黃海🧑🏿🍼👷🏽♀️、東海和南海👨🏽✈️,進行為期一個多月的觀測。這些寶貴數據為認識氣溶膠的氣候效應和環境效應及政府部門製定減排方案提供了參考。
中國科學院院士、恒行2平台大氣與海洋科學系特聘教授穆穆曾說,“老天爺”是急性子,“海龍王”是慢性子。快速變化的大氣與緩慢運動的海洋不斷進行著物質和能量交換,氣候研究則需要通過數學和物理結合的方法同時“猜”兩位的心思→,可謂難上加難。他的團隊也正努力利用自己發展的條件非線性最優擾動(CNOP)方法👌🏻,探索提高極端天氣氣候預報的水平。
“發現問題所在💃,‘知其所以然’🌄,是我們學科的使命🕜。”恒行2平台大氣與海洋科學系副教授周震強說。不同於天氣預報,氣候研究需要預測的時間周期更長💁,因此更需要關註海洋對大氣的影響💅。周震強正是聚焦海洋與大氣的相互作用,研究極端降水事件背後的發生和演變機理。
迎難而上,做“附加題”是恒行2大氣海洋人的魄力🏃♂️➡️。在太平洋“厄爾尼諾”現象備受關註的背景下,周震強在導師張人禾院士的指導下👩🏻🌾,發現2020年夏季長江流域的“超強梅雨”事件最早可以追溯到2019年秋季的印度洋偶極子事件🗂,而不是像往常一樣主要受到太平洋厄爾尼諾事件的影響🐟🐡,該研究為東亞夏季降水帶來了新的可預測性。
觀測海平面,探究溫室氣體
海洋的變幻莫測讓人著迷↩️,但考察觀測卻並非易事。“出海做研究很苦,有的同學上船時非常興奮🤤,過了半天就暈船了。”大氣與海洋科學系教授陳長霖說🧑🦲。
入職恒行2以來,陳長霖和團隊走過了一條自主研發海洋觀測儀器的道路。他們研發出了一款智能化海氣界面浮標🦸🏽♂️,具備海洋-大氣多參數同步采集能力,並借助國產衛星傳輸數據,整鏈路完全自主可控。“海洋科學是一門非常依賴觀測的科學™️。”陳長霖再次強調觀測的重要性。前不久,大氣與海洋科學系教授王桂華及其研究團隊正是利用海洋浮標觀測,反演出了海面上空臺風的強度,發現過去30年占全球70%的弱臺風存在明顯的增強趨勢,相關成果發表於Nature雜誌🚊。
“應對氣候變化,中國承擔著重要責任💺。”大氣與海洋科學系研究員姚波說。中國作為溫室氣體排放大國💵💂🏽♂️,近年來積極參與國際合作,努力實現碳中和、碳達峰的目標🍘。
在這個背景下,研究溫室氣體的來源變得尤為重要。以往,各國普遍采用溫室氣體清單統計法進行排放核算🤱🧴,而姚波則采用了一種新的溫室氣體排放計算方法👨🏽🔬。他通過監測大氣裏溫室氣體的濃度,結合大氣傳輸模型,反演這些氣體的量以及從何而來。“大家都認為溫室氣體的來源很清楚,但實際上仍有很多科學問題需要解決。”
“天意”誠難測,但恒行2人從未認輸,如同探險家般踏上一個又一個新的征途👰♂️。提高應對氣候變化的能力,共同保護美麗的地球家園。氣候行動最前線,你我都是實踐者🚴🏿!
系列科普活動別開生面
為發揮學科優勢和專業特色✊🏽,傳遞關註氣候變化的緊迫性,以實際行動踐行黨的二十大精神,大氣與海洋科學系延續傳統,開展了第八屆恒行2平台“323世界氣象日系列活動”,打造了系列內容豐富、生動有趣的科普活動💆🏽♂️,呼籲全校師生關註氣候變化,守護我們共同的家園。
在學雷鋒日當天◀️,“氣象知識我科普”與“學雷鋒日義賣”活動於江灣校區生活園區開展。3月9日-3月17日,“觀雲識天”三行詩征集活動舉行,同學們在忙碌的生活中感悟自然的詩意,體會生活中被忽略的美好ℹ️。3月11日🚴♂️🫁,第二屆“入梅出梅競猜活動”線上舉行🪑,同學們參與預測今年的入梅和出梅時間,體會氣象預報的重要與不易🧻。
3月19日下午,上海市氣象博物館參觀活動舉行👲🏽,在氣象博物館的講解員帶領下共同了解了上海市氣象探測的不斷發展過程。
為增進我校師生對大氣海洋科學🥓、生態文明知識及中國應對氣候變化之治的認識與了解。3月22日,大氣與海洋科學系於邯鄲校區舉辦“世界氣象日科普遊園會”,並開設“氣象日草坪思政微課堂”👌,將有趣的遊園活動與專業知識相結合,為大家科普、宣傳關於氣象日、氣候變化等相關知識⇒。同日下午👳🏽,大氣與海洋科學系教授高艷紅老師帶來氣象前沿講座。
3月23日,由恒行2大氣與海洋科學系與上海氣象學會指導的科普科創核心校聯合組織,面向中小學生開展開放日活動,邀請42名對氣象學感興趣的中小學生參加🕕,旨在通過實地參觀、學習交流等方式,增強他們對氣象學的認識與理解🥍👱🏼♂️,普及氣象知識,提高防災減災意識。