中科院大气所博导王自发:成就中国“气候”

2011-11-25 08:40 来源: 科学时报
收藏到BLOG

  17岁上大学,25岁中国科学院博士毕业,不到30岁就成为中科院大气所博士生导师。如今还是像孩子一般调皮的王自发,却早已不是外国科学家见了面就会问“Who are you”(你是谁)的青涩毛孩了,随着中国对大气研究的渐成气候,他本人在“大气圈”这个圈内也已经享有盛名。

  这位把学生叫做“孩子”的导师,一副娃娃脸,身着学生装,“孩子们”对他的印象是:总“笑眯眯的,像师兄”。

轻松地吃碗面条

  2008年8月8日晚8点,这个被历史永久记录的时刻,在“鸟巢”直线距离仅2公里的地方,中科院大气所北郊325米高的观测铁塔院内,王自发带着学生们,一边留意预测系统,一边上网看电视直播——他们为之倾力工作了整整两年的北京奥运会,这一天终于顺利开幕了。

  铁塔实验室里,正在紧张工作的“空气质量多模式集合预报系统”全部实现了自动计算和自主预报,可靠预报北京未来72小时内各个地区的空气质量。“这套系统是全自动的,但也需要有人盯着,以防万一。”

  早在北京奥运开幕前的四个月,王自发就交付了“空气质量多模式集合预报系统”,一套在北京市环保局运行,另一套在中国科学院大气所铁塔实验室备份。他和学生分成几个小组轮流值守,三班连倒,日夜不息。

  直到8月8日晚上,北京的夜空被升腾的烟火点燃的那一刻,王自发始终悬着的心才终于落地。“孩子们都很兴奋,连晚饭都不吃了。我们买了很多零食,开幕式结束后去附近的小店吃夜宵。”王自发说,“我们很久没有这么轻松地吃碗面条了。”

“最后一块最难啃的骨头”

  2007年,北京奥运筹备工作进入倒计时阶段,而北京空气质量问题却成为“最后一块最难啃的骨头”。

  首先,近几年北京的可吸入颗粒物尽管已大部分达标,但年均值没有显著下降,2007年还出现了小幅反弹。其次是臭氧,2006年8月,31天中竟有17天臭氧超标。

  “此前,国际上并不相信我们有能力进行空气质量的短期数值预报,国际奥委会甚至曾想让国际力量来作北京奥运的赛期预报。这是我们不可以接受的。”王自发说。

  造成北京空气污染的原因很复杂,有局地排放的,也有外来输送的,不仅包括二氧化硫、氮氧化物等一次污染物,二次污染物如臭氧和细颗粒物所占比例也很大。而王自发最为忧虑的臭氧问题在中国的关注度并不高,北京市环保局设定的北京空气质量标准中,并没有考虑臭氧因素。

  “但国际上一直很关注,臭氧对人类肺部健康影响很大,国外有些代表队拥有自己的便携式仪器,他们测量后将有可能发现臭氧超标而罢赛。”尽管臭氧是近几届奥运会都没有妥善解决的空气质量问题之一,但因为在中国,我们的压力会更大。

  王自发当仁不让,牵头挑起了“北京空气质量模型预警预报”这个担子。“我可以说是力排众议,独立承担。快意恩仇的人生才有意思。”回想当年拿下项目的情景,王自发颇有一番壮士断腕的意味。

  这个项目直接为北京奥运空气质量监测服务,总投入为2600万元,主要任务是回答那些一时还难以解释的科学问题:周边城市污染如何输送到北京?哪些环节需要加强控制?控制方案和评估结果如何提出?说到底,就是要精确预测预报北京空气质量,为高层提供决策依据。

  这位中国大气领域的后起之秀,自信满满。他的信心来自于此前为北京空气质量保护所做的大量基础性工作:“我们就三块内容——模拟、情景分析、预报。先磨好了金刚钻我再来揽瓷器活。”

作自己的“短临预报”

  王自发团队自主研发的“空气质量多模式集合预报系统”,是首个用于奥运会空气质量预报的多模式集成业务系统,北京在奥运会期间,它每天要提前72小时预报未来的空气质量,以每平方公里为单位,将北京划分为若干个网格进行空气质量预测,每个奥运场馆均纳入其中。

  通过这个系统,污染物从一个个污染源中排出后,如何在空气中流动,会发生什么样的化学反应,生成何种二次污染物,产生的污染物浓度有多高等问题,这些过程都可以通过计算机进行描绘,进而作出未来的空气质量预报。

  王自发说:“目前,美国、欧盟等均有自己的空气质量预报模式,我们持续十年开发了我国自己的具有自主产权的区域空气质量模式。我们为奥运空气质量预报开发的系统之所以称为多模式空气质量预报系统,形象地说,就是要把来自我国、美国、欧盟等不同国家的最好汽车,组合在一起,形成一个最优秀的车队。”

  此后不久,王自发在欧洲西班牙马德里气候论坛上介绍了这套系统。欧洲气候论坛主席高度赞誉王自发团队自主研发的系统,并将此作为欧洲气候论坛近两年的重要推广项目。

  “你们这个团队真是很不简单!”

  从拿下项目到交付系统,王自发和他的团队仅仅用了四个月。100多天中,他和“孩子们”没有放过一天假。与未婚妻原本打算在2008年初结婚,但也因为工作压力太大而推迟到奥运之后,“等任务完成了,我才能轻轻松松、开开心心地结婚”。

  令王自发深感愧疚的人,还有他的老母亲。2008年春节前夕,王自发的工作进入关键时期,而且为了打消国际舆论的负面影响,他还要面对国际媒体的采访。在原定的新闻发布会上,王自发突然接到安庆老家打来的电话,说是他的老母亲生病了。尽管这时心急如焚,但他还是不动声色、对答如流地接受了采访。