研究，是件有意思的事儿——记中国气象科学研究院气候系统研究所研究员左志燕

本刊记者 范燕燕 石艳美

专家简介：

左志燕，中国气象科学研究院气候系统研究所研究员，第3批国家“万人计划”青年拔尖人才入选者。她从事东亚气候变异和季风、气候变化、陆气相互作用、短期气候预测等研究多年，在陆面过程对中国气候和亚洲季风变异的影响等方面取得了显著创新性成果。这些成果对深入认识中国气候和亚洲季风变异有着重要的学科意义和实用价值。

近5年来，先后在国内外著名学术期刊上发表学术论文30余篇，SCI论文24篇，其中以第一（通讯）作者身份发表SCI论文13篇。主持或参与了国家自然科学基金、“十一五”科技支撑、“973”项目、国际合作及行业专项等国家重大科技项目，先后荣获了中国气象科学研究院“优秀青年”奖、“中国气象局直属机关优秀青年”称号，并成功入选气象部门“青年英才”和中国气象科学研究院首批“高层次人才培养计划”等。

你或许没有听说过气候变异，但一定对“全球变暖”有所耳闻。全球变暖，这是一个囊括了生物生存、人类活动、社会生产的宏大命题。而它，也恰恰是气候变异的根源所在。

2016年是有记录以来全球范围内最热的一年。当灼人的热浪持续来袭，人们疲于采取各种应对措施防暑降温，可能极少有人会留意到，即便在全球变暖的大趋势下，各地区之间还存在着明显的气温改变快慢的差异。为什么中国的温度变化与中高纬地区存在的差距较大？不同区域的气候变化之间有着怎样的相互作用关系？春季积雪的异常会给夏季的降雨带来如何的影响？中国境内究竟因何会出现南涝北旱？这些关乎环境生存现状，却往往被常人所忽视的问题，便是左志燕一直以来的研究范畴。

“我的工作是更深层次地认识全球变暖的气候效应，持续关注东亚气候变异。”她说，“未来10年、20年，长久性针对东亚气候变化领域的研究方向不会变。工作，是人生最简单的事情，而研究则很有意思。”

揭开积雪背后的奥秘

冰雪圈作为气候系统的五大圈层之一，在天气气候研究中具有极其重要的地位。早在20世纪50年代，就有专家指出冰雪会明显影响气候的冷暖变化，而积雪则是冰雪圈中地理分布最广泛、季节与年际变化最显著的成员，大范围的积雪异常会直接导致同期及后期的大气环流异常。

这些年来，全球气候风谲云诡，各类灾害频频发生，其中少不了积雪的作祟。新疆融雪山洪、2008年我国南方史无前例的雪灾害等，都造成了严重的经济损失和人员伤亡。

2011年，左志燕结束了在美国国家海洋大气管理局为期一年的访问研究，而就在这时，她萌生了对欧亚大陆积雪异常深层次探究的念头。“当时，我在前期已经做了很多有关积雪对中国区域气候影响的工作，考虑着如果积雪异常，夏季的降水会受到怎样的影响？”根据左志燕介绍，若要为气候预测提供可靠的价值佐证，评估积雪参量是必不可少的一项。而积雪作为重要的气候预测因子，它的参数并不是单一的，涵盖甚多，积雪覆盖率、积雪深度、雪水当量……都是评估过程不可缺少的参考数据。

立足于春季欧亚大陆积雪对中国夏季降水的明显影响，同时考虑到气候预报模式中，积雪异常面向中国夏季降水的研究匮乏、业务预测数据缺失等现状，左志燕率先开展了“利用NCEP CFSv2后报资料研究欧亚大陆春季积雪异常对中国夏季降水预报的影响”项目。在国家自然科学基金青年基金的大力支持下，她利用美国国家环境预测中心(NCEP)最新的气候预报系统(CFSv2)1983-2010年的后报资料、NCEP/CFSR资料和中国台站降水资料，研究欧亚大陆春季积雪异常在CFSv2中对中国夏季降水预报的影响及相应的物理过程，评估CFSv2中春季积雪对中国夏季降水预报影响的可预报性。

在经过严格、周密的团队分工，多方面的学术文献参考，细致的数据收集考量之后，他们郑重地列数了3年来的成果收获。“我们利用NCEP CFSv2模式和积雪的观测和遥感资料研究发现，CFSv2对超前一个月的3～5月雪水当量有很好的回报能力，且能提前一个月回报出与4月积雪相关的我国夏季降水异常及相应的环流异常。”该项发现具备显著的社会经济效益，提升了我国汛期降水预报的能力，对于防汛措施的展开有着重要的参考意义。

与此同时，在评估CFSv2中春季欧亚大陆积雪影响中国夏季降水的可预报性的基础上，左志燕带领团队将欧亚大陆积雪在CFSv2中的可预报性进行估测，并深入分析了中国地区各种积雪参数的差异性。她表示，在融雪期CFSv2能够近乎完美地表现积雪覆盖率的年际变化，但针对非融雪期，它虽可以提供偏差较小的欧亚大陆积雪气候态模拟数值，但却会严重低估积雪期的年际变率。明确上述情况，他们展开积极的学术猜想：“融雪期与积雪期CFSv2对于积雪覆盖率的模拟偏差，很可能与该模式对于对流层中低层温度及降水的模拟偏差有关；CFSv2对于欧亚大陆积雪覆盖率的预报能力在1997年前后出现了一定提高，很可能是因为模式初始场以及观测资料在1997年前后时空分辨率有所提高所致……”一系列的假设成为首次深入探究气候模式中积雪可预报性的理论陈述，为气候预测业务中采用欧亚大陆积雪这一重要因子提供了坚实的科学依据。

针对积雪分布区域、融雪情况发展及季节贡献影响展开的综合性分析，左志燕带领团队成功利用气温、风速、气压、饱和水汽压差和净辐射等局地气象因子对冬季积雪进行了多元线性回归解析，从而得到具有准确性的冬季积雪观测值，为建立气象因子统计模型，开展中国冬季降雪预报创造可能；在评估北半球夏季风降水在CFSv2中可预报性时，其团队先进性的发现与进一步研究，验证了CFSv2预报产品的侧重方向、预测能力，由此推出结论：我国在对汛期降水进行预报的时候可适当参考CFSv2的预报产品。

除此之外，基于项目研究内容的拓展与深化，他们还揭示了中国冬季积雪的时空特征及其成因，深入研究了亚洲夏季风系统变异机理及亚洲夏季风降水在CFSv2的可预报性……

应需发展 着陆中国气候变异

1974年，世界气象组织(WMO)和国际科联(ICSU)第一次提出气候系统的概念，并在历经10年之后，在世界气候研究计划(WCRP)中充分强调了陆气相互作用及陆面过程研究的重要性。约占地球表面三分之一的陆地，作为该系统最为复杂的组成部分，对整个气候系统有着至关重要的作用。

近年来，陆面过程及其与气候的相互作用引起了人类社会的普遍关注，并逐渐成为了一个重要的科学研究领域。“陆面过程对气候变异的影响是目前国际上的研究热点和难点问题之一”。从陆气相互作用的研究和陆面模式的发展来看，各种复杂的陆面模式相继发展，虽在一定程度上改善了气候模式对陆面过程的模拟能力，但在陆面模式的研究中仍存在大量有待深入研究的问题。

“我们前期的研究发现，在全球变暖背景下，欧亚大陆地表和对流层大气热状况的演变表现出强烈的区域差异性特征，这种从地表到对流层大气的非均匀加热与近60年的亚洲季风环流变异关系密切。这也表明，欧亚大陆内部热状况变化的区域差异性可能在亚洲季风演变中起着重要的作用。”有了此番的发展认识，左志燕结合多种气象资料、NCAR CAM5.0模式，对欧亚大陆非均匀加热的成因及其在亚洲季风演变中的作用开展系统性的研究。

为了能够完全且全面地诠释“欧亚大陆区域非均匀加热的特征和可能的成因是什么？欧亚大陆的非均匀加热在亚洲季风演变中起着怎样的作用，两者作用的物理机制是什么？”资料诊断被用来揭示全球变暖背景下欧亚大陆热状况区域非均匀变异的特征，数值模拟则应用于气溶胶强迫和气候系统内部年代际变率方面，将成因的可能性逐一辨析。在充分了解欧亚大陆这种非均匀加热现象的基础上，左志燕从热力学的角度阐明其对亚洲季风变异的重要作用，并利用数值模拟来揭示其作用的物理机制。

在最新的研究报告中，从亚洲季风环流的成因到特征性变异的时间触发节律，从欧亚大陆地表热力区域分化到土壤湿度异常检测，从中国雾霾天气的时空变回特征到淮河以北的季节性指数，细节性地探察，全局视角地把控，左志燕将工作推进的每一步织成一张紧罗密布的大网。与此同时，“认识全球变暖背景下欧亚大陆热状况区域不均匀演变的现象；给出亚洲季风系统演变的一个新的重要影响因子：全球变暖背景下欧亚大陆的区域非均匀加热”承担起该项目的创新特色骨架，为在全球变暖背景下欧亚大陆热状况变异的深层认识及亚洲季风演变规律的进一步把握增添助力。左志燕强调，对欧亚大陆热状况的区域差异性演变现象，进行系统且充分地了解是十分必要的。因为只有在前者的基础上，才能进而实现深入研究其对亚洲季风变异的重要作用及可能的物理过程，并全面把握亚洲季风演变规律、强化季风活动预测，减少季风异常带来的气象灾害。

言谈间，地区性气候成因是左志燕提到最多的话题，“尽管近一个多世纪以来，全球地表增温现象带来一系列气候异常已经成为一种共识，然而全球各地出现的诸多剧烈的区域气候异常现象并不能用全球变暖来简单解释。”全球变暖是一种宏观层面的现象趋势，但细分到各地区、各国之间，其缘由、演变节律、幕后推动力等变得尤为复杂。应需发展是时代的要求，同时也对推动研究工作大有裨益。故而，在推进工作的进程中，左志燕考量的重要因素之一便是国家的发展需要。她认为，研究一方面以自身的兴趣为出发点，同时另一方面，它价值量化的最终体现是以满足国家需求、创造社会价值为准绳。

2015年在北京与学生合影

回首，气象万千

板正、肃然的工作形象与坦率、直爽的个性风格似乎总被人认为不太搭调，但这两者恰恰却在左志燕身上得到巧妙的融合。但凡见过左志燕的人，总会把“爽朗”“率性”的标签贴在她身上，渐渐成为她最直接的代名词。

作为一个“土生土长”的气科院（中国气象科学研究院）人，左志燕会自称是“问题学生”。在她长达6年的求学过程中，科学研究其实并非坦途一片。她甚至还一度怀疑自己能不能顺利毕业。但反观现今，身为气科院气候系统研究所的研究员、国家“万人计划”青年拔尖人才的入选者，近年来在东亚气候研究中，她可谓如鱼得水、游刃有余：

在亚洲季风变异机理方面，她创新性地提出“亚洲大陆增温幅度小于周边区域”的“相对变冷”现象是造成亚洲季风减弱的重要因素之一，并以全新的视角披露出陆表热力区域差异性带给亚洲季风年代际变化的显著作用；面向我国长江流域以南地区春季降水东、西反位相的“跷跷板”变化结构，她以揭示欧亚大陆春季积雪异常为着眼点，为气候预测模式的应用效果、气象预测业务的积雪作用等方面提供新的考察结果；针对我国东部春季土壤存在的不同程度的干旱化趋势，面对夏季青藏高原的夏季“制冷”空气，她的研究步步为营、砥砺而行……这也着实让人难以想象她口中那段“焦灼”的过往。

或许，最宝贵的率直正是源自于她极力证明自己并非天才。2001年，左志燕毕业于南京气象学院，随后便进入中国气象科学院开始攻读硕士和博士学位。据她描述，起初自身的基础功底并不扎实，“刚进研究组那会儿，我应该是组内最弱的，总担心着自己毕不了业。”得益于“偶像”的鼓励和督促，加之自身的勤勉，她慢慢建立起自信，并通过点滴的积累取得了而后的成绩。

“偶像”，左志燕这样称呼着自己的博士生导师——中国科学院院士张人禾。张院士是我国气象科学研究的开创性人物，在热带大尺度海气相互作用、亚洲季风的变异、ENSO与亚洲季风的相互作用等方面研究颇有造诣。在左志燕的印象中，他是极具人格魅力的。“张老师是一个绅士，他会试着放手让学生发挥自己的潜力，会发自内心地尊重每一个学生。”谈及导师，她的感激之情溢于言表，她记得每次进步导师肯定的话语，“做得不错”“再接再厉”，那些表扬言犹在耳。

但尽管如此，一向快言快语的左志燕还是免不了“牢骚”几句，与其说是针对老师，倒更像是“吐槽”初出茅庐的自己。她笑称：“因为导师厉害，所以当时的期待值特别高，但到了真正做研究时才发现，导师只会给出一个大方向，细节性的研究完全需要自己琢磨。这让一开始的我很是头疼了一番。”时过境迁，就当下而言，左志燕对导师这种培养模式十分认可。在她看来，自己独立的思维能力正是在那段时间得到明显的提升，而现在转变身份，作为学生引路人的她，亦是格外重视这种治学精神、培养模式的传承。

在美国宾州，摄于2011年访学之际。

“科学研究并不是培养工匠”。左志燕强调，一个独立的个体需要具备独立的思维能力。导师不能主导学生的一切，所起到的仅是引导性的作用。其肩担着“提出问题”的责任，而后却只需在学生毫无头绪的时候帮助他们理顺思路，有想法、有作为的时候加以指导。毕竟，学生只有在自主解答的过程中真正下工夫，才能使独立思考的能力、凝练科学问题的能力得以启发、发展。

“板凳要坐十年冷，文章不写一句空。”务实、严谨的为学理念、治学风范是左志燕一直以来的行事准则。她表示，工作的目标不会是奖项，更不会一个称号。荣誉于她，有着压力与动力并存的效果。“获得认可肯定会让自己有成就感，但同时也会更加激励自己，心里想着不能有所辜负。”她倡导劳与逸截然分离，一心绝不二用，用百分百的精力去从事科研，同样用完全放松的心态来享受生活。研究不同于粗略地浏览知识，简单地死记硬背就能够完成，终归需要培养、提升个人的能力。专注也就成了一件必备的武器。

“研究”有着吸引左志燕的独特魅力，因为兴趣使然，也便不觉艰辛。“其实一旦‘钻进去’，也就无所谓累不累。每次长时间的工作时，我都没有累的感觉，反倒回到家真正闲下来的那一刻才感到疲惫。”

她说，工作之于她是最简单不过的事。“付出努力就会有成果收获，每天有创新、有不一样的体验，这是我喜欢的。”