中山大学大气科学学院杨清华教授
中山大学大气科学学院刘骥平教授
12月1日,习近平总书记给武汉大学参加中国南北极科学考察队的师生代表回信,指出“希望学校广大师生始终胸怀‘国之大者’,接续砥砺奋斗,练就过硬本领,勇攀科学高峰,为实现高水平科技自立自强和建设教育强国、科技强国、人才强国,全面推进中国式现代化作出新的贡献。”恰逢全校范围正在积极学习和深入讨论2023年秋季工作会议关于“推进科技自立自强,服务国家战略与粤港澳大湾区发展”的会议精神,作为冰冻圈科技工作者,深受鼓舞,也深感责任重大,使命光荣。
冰冻圈是地球系统中水体处于冻结状态的负温圈层,主要分布在地球两极及高山地区。冰冻圈对大气、水资源和水循环、生态系统、陆地和海洋环境,以及社会经济可持续发展有重要影响,其对全球温升极度敏感,全球变暖引起的冰冻圈退缩将引起海平面上升等风险,不仅影响着中高纬度地区的极端天气气候,对地处低纬度的粤港澳大湾区的影响也不可低估。冰冻圈研究是面向全球性的战略需求,也是面向国家和地方的重大需求。为此,大气科学学院自2020年1月就成立了冰冻圈科学系,积极推进极地科学研究。
冰冻圈的研究离不开可靠的观测探测。我国现在已经拥有“雪龙”和“雪龙2号”两艘常年服役的极地科考破冰船,学校现在也建设了6000吨级“中山大学”号海洋综合科考实习船(具有抗冰能力)、“中山大学极地”号极地科考破冰船等重大科技基础设施和南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)、极地环境立体观测与应用教育部重点实验室等重大科研平台,为冰冻圈现场观测提供了重要支撑。然而,我们必须清醒地认识到,目前我们使用的海洋观测传感器还多数依赖于国外进口,现有的业务化海冰遥感数据也多使用美国或欧洲的数据,亟需加快培养观测探测领域的高水平人才,研发自主海洋观测传感器和观测技术,并设计自主的智能立体观测系统,以更好地支撑冰冻圈变化研究。
数值模拟和资料同化在冰冻圈研究具有不可替代性。新兴的人工智能也将是冰冻圈研究的重要工具,能在很大程度上提高科研效率和解决复杂问题。依托“天河二号”超算,我们已经在极地海冰数值模拟和资料同化研究中取得了重要成果,得到了国际同行的认可。但是这都是基于国外的数值模式,存在被“卡脖子”风险,如何自主研发极地高分辨率海冰模式和耦合模式,并积极推动人工智能在海冰预测中的应用,是我们希望重点突破的科研关口,也是应该重点布局的高水平人才培养方向。
国内外合作是冰冻圈研究发展的重要动力。自立自强不等于封闭自我,而是要充分发挥我校的多学科协同优势,加强与自然资源部、教育部、中国科学院等所属兄弟单位合作,积极融入国家极地科考事业。同时,需要与国际的顶尖团队建立起深度合作,在合作进程中提升针对极地冰冻圈的探测、模拟和预测能力,加速我们的高水平人才培养,同时也为冰冻圈科学学科发展提供更广阔的平台。结合学校在湾区的优势地理位置,我们还应加强与港澳高校和机构的合作,共享资源,互通有无,形成更大合力,推动冰冻圈研究向更深层次、更广领域发展。
我们有信心在极地现场观测、数值模拟、资料同化、机理分析和预测等方面继续潜心攻关,艰苦奋斗,努力做好冰冻圈科学的立德树人和科研本职工作,争取不断取得突破性研究进展,将中山大学建设成为冰冻圈科学研究的重要高地。
文稿终审:大气科学学院 郑慧