星光丨陈德亮院士：气象科学跨学科融合 关心人类内心冷暖

交汇点讯 “气候变化科学被社会需求、技术发展等因素不断驱动。某种程度来说，气候科学已经不再是纯粹的自然科学，而是包含自然科学、社会科学和人文科学的综合性科学。”12月5日，国际著名气候学家陈德亮院士回到母校南京大学受聘名誉教授，并带来精彩的学术报告。

在会后对陈德亮院士的访谈中，记者深深感受到一位全球顶尖科学家的人文情怀。他对人类活动，社会公共事务深度参与的背后，是对人类冷暖的终极关怀。

发展中的中国生态环境正在改善

能源与气象气候在人类的生活与生产中有着重大的意义。在报告中，陈德亮把能源形容为人类史上唯一的“通货”（currency）。“人类使用能源的变化，是能够代表人类历史发展的。能源消耗与经济增长之间呈正相关的关系。”

能源供应量越大，经济增速越高，这一点已成为学界共识。“但当能源消耗量到一定程度，幸福指数反而下降了。” 陈德亮展示了一张图，显示了各国能源消耗量与人类发展指数的线性关系。“美国、瑞典等西方国家已经接近人类发展指数曲线饱和甚至是下跌的阶段。”

陈德亮解释说，“当经济发展满足基本需要，过度消费逐渐产生，环境问题、健康问题等会接踵而来。”陈德亮举例，比如在发达国家及地区，人与人之间关系正日渐淡漠。“人本质是一种社会动物，如果人和人不互相依赖了，怎么会快乐？”

在陈德亮的科学视野里，气象气候不仅关注天气的冷暖，也关心人类内心的冷暖。科学的终极目标，是让人类能拥有更美好的未来。

“在环境没受到人类活动重大影响之前，大家认为蓝色天空、绿色田野、清澈河流是自然而然的，我们从自然界获取粮食、蔬果也是理所当然的，但环境变化是在慢慢发生的，甚至并非肉眼可见。”陈德亮说，我们必须正视人类行为对环境的巨大影响。

陈德亮一直关心中国的发展，今年还特地从瑞典回来参加新中国成立七十周年系列庆祝活动。他欣喜地表示，“一般来说，经济发展和环境恶化程度呈正相关，但从2015年开始，中国环境质量总体上没有变差。”该项研究成果在今年发表在国际著名学术期刊《科学进展》上，这是他与中科院生态中心、厦门大学、中国科学院大学及英国詹姆斯·赫顿研究所、美国奥本大学、英国兰卡斯特大学、德国弗莱堡大学等多家单位的科学家合作的一篇论文。

陈德亮介绍，综合耦合指数（coupling degree）显示污染排放与经济发展的耦合水平，污染排放越大，经济发展越快。研究的一个重要发现是，在中国该指数在1978-2002年呈上升趋势，于2002-2014年稳定，从2015年呈下降趋势。“我们认为，这与近几年来中国政府采取的治理举措、中国可再生能源的迅速发展以及企业经济结构的调整转型等密切相关。虽然下降的数值并不高，但这一小点，可以为其他国家提供一个崭新的发展模式。”

全球在变‘绿’，但这是双刃剑

尽管中国环境污染有所改善，但陈德亮表示，从全球来看，变暖的大趋势非常明显，这有时会给我们生活的环境带来“不可思议”的变化。

比如中国西北都给人“干旱苦寒”的印象，但近几十年来，寒冷干旱的西北是明显变暖变湿了。陈德亮介绍，西北有些原先的荒山秃岭正逐渐变得绿茸茸。“这符合全球整体的趋势，陆地植被在增加，事实上全球都在‘变绿’。这一方面因为全球变暖驱动水循环加剧，降水在增加；另一方面是二氧化碳的增加。而众所周知，植物光合反应生成葡萄糖养分，正是通过水和二氧化碳。”

气候变化是双刃剑，随着大西北的变暖变湿，极端天气事件也在增加。

陈德亮说，与西北变湿润相应的是，喜马拉雅山的西南部分却在日渐干旱。根据气候学家的理解，这与季风环流、西风环流的变化相关。“尽管平均降水增加了，但随着温度的增加，蒸发也随之增加，所以该地区比过去更容易变干。”

“过去50年青藏高原地区的增温速度是全球平均水平的一倍。”这也是陈德亮多年来深度参与青藏高原第三极研究的重要原因之一。目前，他还深度参与了中国科学家发起“第三极水塔计划”。以青藏高原为核心的高山地区是地球上除南极、北极之外冰川分布最广泛的地区，也是亚洲十大主要河流的发源地，有“亚洲水塔”之称，但随着青藏高原冰川融化加速，“亚洲水塔” 的变化可能危及全球30多亿人的生存用水。

在青藏高原，“极目”系留浮空器在7003米的高度，高空观测湖泊和冰川的变化，地面观测研究多个站点也取得阶段性的成果。相关成果显示，南亚等地区烧荒产生的气溶胶及高原西部产生的沙尘，通过大气环流被传输迁移到青藏高原。这些物质沉降到冰雪面，导致界面反照率下降，太阳辐射吸收增加，使得冰雪面温度上升，冰雪融化加速。“做好青藏高原上生态、气候、自然灾害等方面的研究，有利于其生态环境的可持续发展。”陈德亮表示。

地球系统科学的五大挑战

“科研工作最主要的是兴趣，说大了为全人类，说小了也是为了自己感兴趣的工作和自我实现。” 陈德亮一直在个人兴趣和为全人类作智慧贡献之间忙碌。

1989年他在德国美因兹约翰内斯古滕贝格大学，师从诺贝尔奖得主保罗·克鲁岑（Paul Crutzen）教授，仅用三年时间就获得了博士学位。在熟悉的气象领域，他兴趣广泛，涉及气候动力和气候模式、瑞典和中国的区域气候，气候变化与大气污染、地统计学与地理信息系统等领域。特别是他开创性地发展了气候模式的降尺度技术，成为气候预测和气候变化研究的关键技术之一。

陈德亮曾担任国际科学理事会（ICSU）执行主席（国科联1931年成立以来首个华人执行主席），组织发起为期十年的大型国际科学研究计划“未来地球”。

面向全球可持续发展，陈德亮和科学家同事们总结了未来地球科学系统研究面临的五大挑战——观测、限制、反馈、创新和预测。这个概念在国际顶级学术期刊《科学》上发表后，在国际社会上引起了极大关注。

应对环境，首先要通过观测，去了解环境。“有一个现象我们观察了十年，我们最近才终于得到了证实。”陈德亮告诉记者，过去十几年研究者都发现随着全球变暖，陆地风速都在减少。前几年大家发现风速变化不大了甚至小有反弹，最近十年，我们才看到，风速的确是在持续上升，这个变化上个月发表在了最新一期的国际著名学术期刊《自然-气候变化》上。“这涉及什么影响呢？如果持续下降，风能发电的潜力将会减少。整个新能源的产业都会受到影响。”陈德亮表示。

预测是其中最大的难点。陈德亮说，地球系统是一个复杂的非线性系统，大气圈、生物圈、冰冻圈、地层圈、海洋圈是一个相互作用的整体，决定了地球系统的静态与动态运行机制。这也决定了气候科学的复杂程度，包含大大小小很多的问题，有不少灰色地带，需要科学家协同攻关，不断突破。

但研究气候，不仅涉及气候预测等前沿问题的机理研究，还涉及到社会组织的创新。

“天人合一，我们需要如何与环境和平相处的生存技术。”陈德亮举例说，他所在的瑞典哥德堡大学，很多教授并没有买车，而他自己每天步行半小时到四十分钟到单位，无论是开会还是上课都是步行，在校园里几乎每天走满一到两个小时。“学校有个汽车共享的APP，谁要用车都可以在APP上申请，十多辆车完全解决了教授们用车的问题。” 陈德亮说，应对全球气候变暖，需要世界各国科研共同努力，也需要每个老百姓承担起责任，更需要创新治理推动文明进步，实现科学的终极价值。

链接：陈德亮院士1961年出生于江苏省泰州市，1983年毕业于南京大学气象系，现为瑞典哥德堡大学奥古斯特·罗斯（August Röhss）讲席教授。他是瑞典皇家科学院院士、欧洲科学与艺术学院院士、哥德堡皇家艺术与科学院院士、发展中国家科学院院士、中国科学院外籍院士、挪威科学和文学院外籍院士，曾获2017年度中华人民共和国国际科学技术合作奖。

交汇点记者 杨频萍

编辑: 谢诗涵