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武炳义:解码北极气候

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发表于 2013-10-4 17:01:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
北冰洋是一片冰封的海洋。北极地区终年严寒,是地球上极其特殊的一隅。早在古希腊时代,征服北极的梦想便在人们心中点燃。有人扯起风帆用脚步征服北极,也有人伏案钻研用智慧破解那里的神秘。中国气象科学研究院气候系统研究所所长武炳义则正是后者中的一员。2012年,因其在北极气候研究领域的卓越贡献,他获得国务院特殊津贴表彰。

1984年,武炳义从长春一路南下来到北京,求学于北京气象学院,开始了与气象的不解之缘。他从1994年便开始在北极海冰、积雪、冻土与大气环流的相互作用及其对东亚气候变化的影响领域进行研究。他曾多次跟随我国外交部官员赴欧洲参加北极理事会高官会议,为我国积极参与北极事务贡献着自己的力量。2013年6月初,当中国气象科学研究院成为北极大学理事会准会员时,想到为此付出的努力,他激动的心情难以言表。

积跬步,至千里。2006年,武炳义及其团队在国际上首次提出北极大气环流变率的两个新模态,指出它们对北极海冰运动、海冰和淡水输出进入格陵兰海和巴伦支海的影响比北极涛动更重要。随后,他又从风场动力学角度解释了这两个大气变率新模态比北极涛动更为重要的原因。

当时,国际上普遍认为北极涛动是影响北极气候的最重要因子,但是武炳义团队却发现北极大气偶极子的异常对9月北极海冰范围减少有重要影响。2006年的这一发现在当时引起了极大反响,同时也面对着一些质疑。时至今日,北极大气偶极子异常及其对北极海冰的影响已得到国际同行的广泛认可,并被国际同行认为是“首次通过观测研究清楚地显示出存在北极涛动/北大西洋涛动所无法解释的大气变率”。武炳义团队揭示的北极海冰变化对局地大气变化的影响为研究北极海冰与东亚气候变化之间的联系提供了依据。

在对东亚气候变化的影响研究方面,武炳义也颇有建树。早在1999年,他就指出冬季巴伦支海-喀拉海海冰面积与东亚冬季风以及冬季我国冷空气活动频数呈现相反的变化关系,这一结果比国际上类似的研究早10余年。他揭示了夏季北极偶极子异常影响我国东部夏季降水变化的机制,该研究被认为“具有很突出的创新性,在大气环流异常与我国气候变化研究方面具有重要的科学意义和较高的应用价值”。同时,他还提出了春季北极海冰密集度空间变化影响我国夏季降水变化的两种可能机制;特别是揭示了秋、冬季节北极海冰偏少和北大西洋海温偏高是导致近年来东亚冬季风(西伯利亚高压)频繁偏强的主要原因。此外,他的研究还揭示了近20年来冬季西伯利亚高压强度呈现逐渐加强的趋势。

现在,武炳义的研究成果已经在实际业务中得到转化应用。他所定义的冬季西伯利亚高压强度指数已被采纳为东亚冬季风指数的行业标准。他提出8月北极区域海冰密集度可以作为预测东亚冬季风强度的前期指标,并利用该指标预测了2010/2011,2011/2012以及2012/2013冬季东亚气温异常的空间分布,预测效果比较令人满意。

“搞科研工作,绝不能人云亦云,要有自己的新观点、新思路和新方法。”在谈及做科研工作的心得时,武炳义说,“盲目跟风最要不得。”正是在这种创新思维的驱使下,他才能够在当时学术界普遍认定的定论中突围,力排众议,并最终用实践证明了自己观点的正确性。他从动力学角度提出了分析天气气候变率的新方法――复矢量分析方法,这意味着可以用更多的因素去表示北极气候的变化,可以解释更多的现象,而这种新方法的全新思维需要比传统方法更多的论证。为此,他又花费了更多的时间,请教了物理、数学等学科的专家来共同探讨这种新的矢量分析方法的可靠性、科学性。通过不懈努力,他最终通过给出复矩阵的解析解,清楚解释了该分析方法的物理学和统计学意义。该方法可以从动力学角度解释9月北极海冰范围持续减少的原因;还可以揭示东亚(冬、夏)季风与欧亚大陆中、高纬环流异常的联系。想起当初的辛苦与努力,武炳义仍感慨不已。

“搞科研不需要多聪明的脑袋,一份踏实坚定的心态其实更重要。”武炳义如是说。他认为,面对着物质社会的诸多诱惑,坐稳板凳、摆正心态、踏踏实实地埋头苦干,才能够在科研上出创新成果,并对业务提供科技支撑。 (气象局网站)
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