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新时代气象人才风采丨陈阳:向山而行

2025-10-31 河南--
所在地区: 河南-- 发布日期: 2025年10月31日
建设快讯正文

2023年9月,飓风“丹尼尔”引发的洪水导致利比亚东部地区两座大坝决堤,约1.7万人死亡或失踪。

全世界的焦点都汇聚到此次利比亚的洪涝事件中,但这轮极端事件造成的损失远不止这些,要理解这次事件,还需要从更长的时间尺度和更大的空间范围来全面审视——

“风暴发生前,9月初,欧洲西部的洪涝,中北部的破纪录高温热浪接连发生。这些极端事件的背后,是阻塞高压、切断低压、地中海海温升高等多因子共同作用下,形成的类似于台风的中纬度气旋。”陈阳打着手势,形象地描述几场极端天气事件之间的关联,为这几起事件下定义,“这是一次典型的复合型极端事件。”

从事复合型极端事件研究十年有余的陈阳,对这类事件有着近乎直觉的敏锐。“看到这次灾难报告,我就感觉这不是单一的极端事件。”他第一时间下载了数据,像侦探一样拨开迷雾、直抵真相,证实了最初的判断。

2024年10月,陈阳参加第二届气候变化科学大会并作报告。受访者供图

这场灾害的巨大影响引起了全球顶尖科研团队的关注,纷纷向模拟和归因这一复合事件发起挑战。即便在高手如云的国际学界中,陈阳团队也是颇受瞩目的研究力量。此前,他们因实现了季风区复合型极端事件的归因而被寄予厚望。

风起

陈阳从小就展示出了很强的理科天赋:“我是个理科生,对数字很敏感。”一直以来,陈阳的学习成绩都不错,并尤为擅长逻辑推理。在他看来,世间万物运行都有其规律,而理科严谨的公式和严密的逻辑,是解开这些规律的最佳钥匙。

高考未能达到预期分数的他在老师和专业人士建议下,误打误撞进入了南京信息工程大学,选择了此前并不了解的大气科学。入学后,陈阳发现这是一门对数学和物理基础有很高要求的学科,也是将科学探索和实际应用紧密结合的学科,这正是他擅长并感兴趣的领域。他从此在气象研究这条路上坚定前行。

本科阶段,陈阳发奋用功,在大四那一年,在孙照渤教授的指引下,他开始接触科学研究,将冬季极端冷事件机理作为当时的研究课题。这个题目属于极端事件机理研究,涉及大量统计分析, “当时我所理解的研究就是数据、编程、画图、看图说话,而我恰好擅长编程,做起来还是得心应手的。”如今的陈阳看来,那时自己做的分析还很粗浅,他更愿意称之为“编程”而非“科研”。那时的他,只是用语言描述了数据规律,尚未真正理解大气运转的奥妙和深层逻辑。

2009年,凭借优异成绩,陈阳到中国气象科学研究院攻读硕士研究生学位,师从翟盘茂研究员,继续探究极端事件成因和变化。

陈阳指导青年科研人员 受访者供图

“翟老师是极端事件研究论文参考文献中必引的权威学者。”这是陈阳对导师的第一印象。翟盘茂当时已是气候变化领域的权威专家,事务繁忙,却始终对学生倾注心血。“我们提交的研究论文,虽然浅显稚嫩,但翟老师都会逐字逐句批改。”陈阳起初用英文撰写论文时,喜欢追求辞藻的华丽。导师总会把这些修饰词改为平实但更贴切的表述,并告诉陈阳:“做研究需要静下心来,力求真实精准。”这番话让陈阳极受触动。这样的认真、负责、务实的育人风格也延续到了陈阳自己指导学生的过程中。

“师长教导我,开展气候变化研究工作一定要有国际视野,要能与国际同行‘掰掰手腕。’”陈阳回忆,2014年,他随导师参加国际会议期间,听到了一个陌生且新颖的术语 “Compound Extreme Event”(复合型极端事件),他立刻请教导师。回国后,翟盘茂借给他一部政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告(AR5)。在这整部巨著中,复合型极端事件只占据了半页篇幅,书中只给了一个初步而简短的定义,但陈阳反复研读那几句话,仿佛看到一个全新的领域在眼前展开。

那时,陈阳刚刚硕士毕业,对气象研究“刚刚有了点感觉”。他敏锐地意识到,这绝非一个偶然出现的旁枝末节,而是理解未来气候风险的重要一环。在导师的鼓励下,他决心“像打一口井一样,对这一问题深入地钻下去”。自此,陈阳迈进了复合型极端事件研究这片广阔天地。

云涌

复合型极端事件,简单来说,就是在时间上接连发生、在空间上同步出现,彼此关联、能造成叠加影响的多个极端事件的组合。这是当下气象研究领域最为前沿的研究方向之一。未来地球计划、联合国减灾署、政府间气候变化专门委员会(IPCC)等组织将其列为亟待解决的科学问题;世界气候研究计划(WCRP)列举的未来十年的六个重大议题中有两个聚焦于此……

而在当时,相关领域的研究中很少考虑极端事件之间的时空联系,甚至连定义和识别标准都极不完善。学界可参考的气候变化检测与指数专家组(ETCCDI)设定的一套极端事件指标,被视为“金科玉律”。

陈阳仔细研究了这套指标后发现,传统暖日、暖夜指标之间存在重叠区,很可能造成事件类型的混淆。他梳理出日—夜持续热的复合极端高温事件识别方法,优化了极端高温的分类。

但新的指标是否有价值和必要?这一事件是否属于复合型事件范畴?陈阳挑战现有分类方法的行为遭到学界质疑。“当时受邀参加国际会议就像‘辩论大会’,需要和不同国别的专家‘battle’。”陈阳回忆,他必须“自证”研究的价值,才能获得学界认可。

理越辩越明。经过数年的不懈努力和与不同领域专家的合作,陈阳最终量化证实了这一事件的影响远超单一的暖日、暖夜事件,并将相关的研究成果发表在顶级学术刊物上,引起了重大反响。在ETCCDI新版本极端事件指标中,增补了复合高温的相关内容。陈阳打破常规的思维方式,不仅突破了原有定义框架,更拓展了学界对复合型极端事件的认知边界。

基础研究的真正价值在于落地应用。复合型极端事件大多兼具时间上继发、空间上并发的复合特征,例如夏季区域持续性极端降水,这样持续性、大范围的高影响天气,至少需要提前1周至2周预报,才能为制定应急预案、采取措施留足时间。而这一预报时效介于“天气预报”和“气候预测”之间的“真空地带”,既需要精准的预报结果,又必须提升预报时效,是国际公认的难题。陈阳基于大量历史个例,提取出了长时效的预报信号,帮助中央气象台建立了延伸期预报模型并投入业务运行,在多次重大洪涝灾害预测中发挥了重要作用。

更大的挑战在于归因研究。复合事件变量多、时空维度复杂,其模拟和归因一直是研究领域的瓶颈。要在一片混沌中,用数字和公式“搭建”出灾难的发生过程,这就是陈阳的团队在做的事情。

他形容这个过程就像搭积木——在堆积如海的积木中,通过基于逻辑的推断和尝试,找到契合的木块,并遵循一定的规律组合,拼出最终的答案。

陈阳团队提出了全新的归因方法,实现了复合型极端事件的高精度模拟和归因,再现了2020年长江洪涝背后华南高温“涝热同期”、2021年河南持续性暴雨等复合极端事件的演进过程,量化了事件中气候变化对关键物理过程的影响程度及其造成的事件变化幅度,这一极具创新性的工作引起国内外同行的广泛关注。这个曾经仰望着权威专家的科研新人,如今凭借一系列创新科研成果,在学界崭露头角。

陈阳说,从某种角度来看,自己是幸运的,“极端复合事件的归因研究很难,需要足够的计算资源、先进的模式支撑和巨大的人力投入,很幸运,单位给了我足够的支持和理解。”

“陈阳是个有韧劲的人。他基础好、愿意钻研,有国际视野,能发现这个领域的重要性,也敢干。”导师翟盘茂直言,当时并不确信陈阳是否能“研究透”,但他“真的做出了一些成绩”。

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关于全球变暖、气象灾害的话题人人都能聊几句,但复合型极端事件的归因研究仍少为人知。

实际上,这个少有人知的领域恰恰是国际科学界高度重视的前沿学科。陈阳团队的研究成果在科学引领性和应用价值上得到国际认可:《自然》杂志多次亮点介绍其团队的相关成果;世界气象组织、世界气候研究计划、世界天气研究计划等国际组织联合邀请陈阳到日内瓦总部作专题报告;世界气象组织更是将其团队提出的极端事件指标写入了极端事件定义与监测指南,将其归因方案纳入区域气候风险信息服务工具包。

尽管自己的研究受到认可,屡被权威专家引为论据,但陈阳始终内敛低调。按照当下时兴的说法,他是个内向型性格的“I人”,相较于表达自己,用数据和成果说话让他更自在。面对宣传需求,他说,“我没有什么动人的故事,只是做了一些基础工作。”

这份基础工作,不像重大发现或者发明那样轰动,而是在实验室里,面对海量数据,用几百个日日夜夜,得出几行结论。而这个结论,正在引领一个全新的研究领域,为理解极端事件变化的原因和未来风险提供科学的测算工具。

这个领域没有可以参考的成熟范例,哪怕一点微小的突破,都要经历数以万次的试错。这当然不是件容易的事,“忙活了很久,到最后发现是一条完全走不通的路,也是常有的事。”

这是基础研究学者面临的共同处境。在研究成果的价值被认定之前,往往要长时间与寂寞相处、跟失落打交道。

“我不觉得孤独,特别幸运的是,这些年来,一直有前辈、师长的点拨和帮助,有团队成员和同行的助力,有优秀的平台和充足的资源,更高兴的是,看到整个社会对基础科学研究人员有了更多的理解和包容。”这条曾经“小众”的科研路径如今也聚集了来自德国、加拿大、澳大利亚和我国的优秀团队,我国相关部门也意识到研究和应对复合极端事件的迫切性,给予了更多关注和支持。“我们就像很多支登山队,从不同的方向朝同一座山峰发起挑战。大家是并肩作战的战友,也是互相较量的对手。” 当陈阳团队率先完成复合型极端事件归因研究时,国际知名气候动力学专家、雷丁大学气象系 Theodore Shepherd 教授注意到他们的工作并专门致信祝贺,评价陈阳团队在复合事件归因方法研发方面“树立了典范,非常值得后续归因工作借鉴和引用”。

陈阳投身这一领域不过十年——从AR5第一次接触到复合型极端事件这个概念,到AR6报告撰写期间担任资深科学官为联合主席和来自全球的作者提供技术支撑,再到前不久刚入选为AR7第一工作组报告的主要作者。面对新的任务,他有了更多想要分享的思考。

他说,希望能够通过自己的研究“做点什么”。

回头看看,陈阳和他的同事们好像已经在一条崎岖且充满不确定性的路走了很远。但山就在那里,未来仍要坚定地向山而行。

(作者:张艺博?责任编辑:张林)

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