扎根西北，探究大气变化机理（讲述·弘扬科学家精神·前沿领域的创新故事③）
发布时间:2024-09-19 | 发布者： 东东工作室 | 浏览次数： 次
黄建平院士（中）带领学生在野外科考。
兰州大学供图
人物小传
黄建平，1962年出生于青海西宁，中国科学院院士、兰州大学大气科学学院教授。他长期扎根西北，专注于半干旱气候变化机理和预测研究，带领团队建立了我国首个半干旱气候与环境综合观测平台，研制了适用于极端恶劣条件下作业的移动监测系统，攻克了同时探测不同时空尺度环境污染与气象灾害的技术难题，取得了一系列原创性成果。曾获国家自然科学奖二等奖、高等教育（研究生）国家级教学成果二等奖、首届全国创新争先奖等。
在兰州大学2024年新入职教职工岗前培训班的一次分享中，一张张徒步荒漠、攀登高原、穿越冰川的照片在屏幕上接连呈现，照片里的这些人并非探险队员，而是中国科学院院士、兰州大学大气科学学院教授黄建平带领的团队。
大气，看不见、摸不着，为何要组队前往环境恶劣之地观测？20多年来，黄建平带领团队扎根西北，专注于半干旱气候变化机理和预测研究，揭示出一系列气候变化奥秘。从团队中成长起来的青年学者，很多已成为大气科学专家，在不同细分领域取得了新成果。
冒雨踏雪、人拽肩扛，在山顶上建设综合监测平台
1978年，16岁的黄建平考入南京气象学院（现为南京信息工程大学），从此投身大气科学研究。毕业后，黄建平先后进入福建省气象科学研究所、中国科学院兰州高原大气物理研究所与兰州大学工作和学习，成为兰州大学首位气象学博士。
博士毕业后，为了紧跟科技前沿，黄建平又先后前往北京大学及国外高校继续深造和工作。在国外时，随着科研能力的提升与眼界的开阔，回到国内从事研究的愿望也越来越强烈。2004年，黄建平回国担任兰州大学大气科学学院院长。
兰州地处西北内陆，毗邻青藏高原，地处干旱区和湿润区之间，是研究气候变化的天然试验场。
有了“试验场”，还得有双“能透视的眼睛”——综合监测平台。“想要获得好的研究成果，就必须拿到第一手的观测数据。”黄建平说。
曾经，气象观测多是单要素观测，但气候变化因素复杂繁多，若能把各个要素整合起来，就会提供更有价值的数据。“就像用一台X光机透视大气，需要把不同时间和尺度的观测集中在一起。”黄建平说。
经过反复测定，兰州大学榆中校区的萃英山进入黄建平的视线，这里海拔1970米，有适宜观测的自然条件。但对于建设者和观测者来说，这里的工作条件却很艰苦。
那时的萃英山，上山的路没硬化，只有几条土路、约600级高低错落的临时台阶……黄建平带领几十个人，人工搬、小车推，小的器件就一个人背，大的设备就一起抬，冒雨踏雪、人拽肩扛搬运设备，建设观测站。
从2005年5月起的几个月时间里，30多台观测设备被运到山上，大家一边组装、一边观测。最终，占地100亩的“兰州大学半干旱气候与环境观测站”成功建成，成为我国西北地区首个具有国际水准的综合监测平台，填补了西北地区气溶胶、云、降水、陆—气相互作用等长期连续综合集成观测的空白，开启了我国半干旱气候变化的系统监测研究。如今，观测站的设备已超过100台，观测站面积也拓展到了200多亩，观测成果不断涌现。
追着沙尘跑，在沙漠边缘积累极端天气研究数据
沙尘暴的形成机理是什么？不同地区的沙尘暴有何区别？为了研究沙尘暴及其背后的大气科学原理，黄建平带领团队一次次“追着沙尘跑”。
2008年，黄建平在甘肃省白银市景泰县的野外找到了一处观测地，这里地处黄土高原与腾格里沙漠过渡地带，常年干旱缺水。在接近沙漠的地区，沙尘颗粒相对纯净，有利于对比验证监测数据，综合考虑距离、风速等因素，黄建平把这里确定为沙尘观测地。一个帐篷轮流值班、一座废弃农场当作宿舍……在这样的条件下，黄建平和学生们一待就是3个多月，积累了大量的观测数据。
渐渐地，开展极端天气相关的环境气候监测成为团队的一项常规性工作。2010年春季，黄建平又带领团队来到甘肃省武威市民勤县，在巴丹吉林沙漠边缘建起了一座移动观测站。
在黄建平的回忆中，在民勤县的观测，一边要“盯着沙尘”，另一边也要“躲着沙尘”。好几次，沙尘暴来得过快，来不及关闭室外的仪器，黄建平就要带着学生们就近找掩体躲避。沙尘暴过后，观测站里，床铺上、仪器设备上都覆盖了一层厚厚的沙土。但正是由于沙尘暴突然来袭，设备完美捕捉到了沙尘暴演化的全过程，为研究我国西北地区典型沙尘暴现象提供了宝贵的基础资料。
把观测站建到塔克拉玛干沙漠里、参与第二次青藏高原综合科学考察研究……黄建平每年有半年多时间都在野外科考。在长期的科研过程中，他建立了“沙尘与云和降水相互作用及对干旱气候影响”基础理论，并在国际上首次提出亚洲沙尘气溶胶半直接效应的干旱化作用，首次发现了青藏高原夏季沙尘暴的典型特征。
教书育人，鼓励学生开展基于兴趣的研究
一辆辆汽车驶过，兰州大学气候学系教授陈思宇正带着学生们在马路边用仪器记录车辆数据、进行扬尘采样，五六个人相互配合、有条不紊……“每个学生都要选好一个科研题目，寻找科学探索的具体方向。这是我从黄老师教书育人的经验中学到的。”陈思宇说。
“我会让学生选择一个可以开展长期研究的课题。他们科研中的每一步，我都会时刻关注。”黄建平说。
2008年，即将本科毕业的陈思宇加入黄建平团队。黄建平根据她的专业兴趣，为她确定了“沙尘和气候变化”研究方向。在黄建平的帮助下，陈思宇不断在该研究方向上拓展提升，基于改进以后的数值模式，系统揭示了沙尘气溶胶与气候环境复杂反馈机制。
多年来，黄建平培养出60多名优秀的中青年科研工作者——黄忠伟建立激光雷达网和气象灾害预报预警系统，管晓丹发现半干旱地区显著增温现象，王鑫用翔实的试验数据填补了我国积雪中黑碳气溶胶观测研究的空白……这些科研工作者很多都留在了西部，接力推动着我国大气科学领域的研究不断向前。
在西北内陆，能做出海洋气候研究的成果吗？刚开始，95后博士后李昶豫也曾听到过类似质疑，但黄建平非常支持他：“国家有需要，我们有基础，你个人有兴趣，那就放手去做！”
其实，通过互联网，在西部和东部收集开源的海洋数据不难，难在分析和研究。黄建平一步步引导，6年多时间里，时常能看到李昶豫抱着一沓硬盘，穿梭于兰州大学大气科学学院和超算中心之间。依托海量数据和团队扎实的科研能力，李昶豫渐渐找到了研究路径。他成功量化了海洋中氧收支各个过程的贡献，并发现了气候变化下海洋溶解氧的加速“逃逸”现象。这些成果为进一步理解地球系统氧循环及其与碳汇的关系提供了重要支撑，相关成果在地球物理研究领域重点期刊上刊发。