李青翔教授解釋了同質(zhì)化研究
從國(guó)家氣象局到中山大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，李青翔教授近二十年來(lái)一直在尋找變化的原因。
直到不久前，第六屆鄒氣象科技人才獎(jiǎng)名單公布，李青翔教授的名字赫然在列。他和他對(duì)氣候數(shù)據(jù)同質(zhì)化的研究再次回到了公眾的視野。
“鄒氣象科技人才獎(jiǎng)”每?jī)赡觐C發(fā)一次，每次不超過(guò)六名獲獎(jiǎng)?wù)?，旨在表彰在氣象科技?chuàng)新和宣傳領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)的學(xué)者
在談到鄒先生時(shí)，教授的話充滿了欽佩和敬佩:“他是中國(guó)氣象現(xiàn)代化的奠基人，也是國(guó)際氣象合作的倡導(dǎo)者。他一生致力于氣象現(xiàn)代化事業(yè)?！编u先生的傳奇一生，從延安自然科學(xué)院勤學(xué)報(bào)國(guó)的學(xué)生、中央氣象局局長(zhǎng)，到世界氣象組織(WMO)主席，是上個(gè)世紀(jì)中國(guó)氣象趕超西方的一個(gè)縮影。2000年，黎明明正好趕上新世紀(jì)。年輕的進(jìn)入中國(guó)氣象局，與鄒擦肩而過(guò)。
新的旅程從這里開(kāi)始，還有很長(zhǎng)的路要走。
這條路是藍(lán)色的，通向山林
流動(dòng)的水沒(méi)有形狀，漂流的風(fēng)找不到痕跡，但幾千個(gè)天氣都可以歸結(jié)為海量的數(shù)據(jù)；氣象學(xué)家的使命是通過(guò)無(wú)數(shù)信息來(lái)把握自然的脈動(dòng)。
任何研究都離不開(kāi)觀察證據(jù)和數(shù)據(jù)支持。李青翔教授的工作是為氣候變化研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。用業(yè)界的話說(shuō)，屬于“基礎(chǔ)科學(xué)”。
原始觀測(cè)數(shù)據(jù)需要復(fù)雜才能成為氣候系列產(chǎn)品
如何用氣象站描述一個(gè)地區(qū)的氣象要素？如何消除周?chē)h(huán)境對(duì)氣象數(shù)據(jù)的影響？“環(huán)境會(huì)改變的。郊區(qū)已經(jīng)建起了高層建筑，這里建的氣象站也會(huì)受到一定程度的影響。1997年，北京氣象站遷至現(xiàn)址時(shí)，年平均氣溫記錄下降了0.8℃。即使在同一個(gè)位置，船上記錄的海水溫度也高于浮標(biāo)?！边@些難以在全球和半球尺度上看到的“微妙”偏差，將給區(qū)域氣候變化研究帶來(lái)顛覆性的誤導(dǎo)。在全球變暖研究日益“精細(xì)化”的今天，這些誤差已不容忽視，“氣候數(shù)據(jù)同質(zhì)化”勢(shì)在必行。
外灘氣象信號(hào)塔見(jiàn)證了過(guò)去一個(gè)世紀(jì)中國(guó)的巨大變化
李教授將“同質(zhì)化”定義為在保留真實(shí)氣候變化特征的同時(shí)，從氣候數(shù)據(jù)中去除非氣候因素(如儀器變化、環(huán)境變化、人為干擾等)造成的系統(tǒng)偏差的過(guò)程。
上述北京天文臺(tái)數(shù)據(jù)的均勻化
20世紀(jì)初，學(xué)者們開(kāi)始關(guān)注氣象數(shù)據(jù)的“異質(zhì)性”。20世紀(jì)80年代，湯姆·卡爾博士率先嘗試建立統(tǒng)一的溫度數(shù)據(jù)集。此后，美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局(NOAA)的Tom Karl團(tuán)隊(duì)、美國(guó)航空公司空 NASA的詹姆斯·漢森團(tuán)隊(duì)和英國(guó)氣候研究中心(CRU)的菲爾·瓊斯團(tuán)隊(duì)建立了三套全球陸地溫度數(shù)據(jù)集，在相關(guān)領(lǐng)域呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的趨勢(shì)。
在研究均勻化氣候數(shù)據(jù)方面有三位前輩，從左到右依次是湯姆·卡爾、詹姆斯·漢森和菲爾·瓊斯
與之相伴的是20世紀(jì)80年代全球氣候變化研究的興起。自1988年聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(IPCC)成立以來(lái)，我們熟知的全球變暖研究大多是基于這三個(gè)團(tuán)隊(duì)的成果。他們的數(shù)據(jù)被整合到全球氣候變化的“基準(zhǔn)”中。
全球變暖的大多數(shù)結(jié)論都是基于同質(zhì)的溫度數(shù)據(jù)集
2009年，與李青翔教授有著師友情誼的菲爾·瓊斯，陷入了“氣候門(mén)”的泥潭。反對(duì)者公開(kāi)質(zhì)疑CRU統(tǒng)一溫度數(shù)據(jù)集的技術(shù)處理和研究結(jié)論，“全球變暖懷疑論”橫行，原本寄予厚望的哥本哈根氣候大會(huì)失望而散。
變暖懷疑論者認(rèn)為現(xiàn)有的氣候序列是不可信的
“應(yīng)該承認(rèn)，全球數(shù)據(jù)集有時(shí)在描述區(qū)域氣候變化方面不準(zhǔn)確，一套高精度的全球氣候數(shù)據(jù)集需要全球科學(xué)家的共同努力和參與。然而，中國(guó)的同質(zhì)化研究長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有取得突破性的成果。”這種感嘆是那一代人共同的無(wú)奈。2013年，美國(guó)政府暫時(shí)關(guān)閉，州級(jí)業(yè)務(wù)單位無(wú)法正常獲取全球數(shù)據(jù)，影響了氣候研究。
這讓他更加警惕:中國(guó)人要有自己的拳頭數(shù)據(jù)集，科學(xué)界和公眾要有更好的全球數(shù)據(jù)集！
青春熱血，家國(guó)情懷
剛到國(guó)家氣象中心的李青翔，一個(gè)熱血青年，被選為主持科技部支持的中國(guó)氣候數(shù)據(jù)同質(zhì)性研究項(xiàng)目的骨干。但關(guān)心他的老師前輩也直言，國(guó)內(nèi)沒(méi)有同質(zhì)化和改版的經(jīng)驗(yàn)，研究之路會(huì)很坎坷。
年輕的李青翔并沒(méi)有氣餒。通過(guò)對(duì)當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)考察和相關(guān)的國(guó)際技術(shù)方法，他確信中國(guó)同質(zhì)化數(shù)據(jù)集的自主研發(fā)條件已經(jīng)成熟，這一切絕不是空中的城堡。他從國(guó)外引進(jìn)了二項(xiàng)式回歸技術(shù)等先進(jìn)方法，并結(jié)合我國(guó)的觀測(cè)實(shí)踐進(jìn)一步優(yōu)化，投入了海量的氣候數(shù)據(jù)。
海量的數(shù)據(jù)意味著世界的變化
2006年，中國(guó)第一個(gè)均化溫度數(shù)據(jù)集問(wèn)世，被國(guó)內(nèi)媒體報(bào)道，被學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)多次引用，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的高度期待。但是李青翔，這位33歲的第一名，并沒(méi)有因此受到表?yè)P(yáng)。
他不想就此罷休。為了進(jìn)一步研究極端天氣和氣候事件，有必要將高精度數(shù)據(jù)集從“月”升級(jí)為“日”，甚至升級(jí)為“時(shí)間”。隨機(jī)性快速增加的問(wèn)題不容易解決，也是各國(guó)氣候?qū)W家沒(méi)有解決的難題。接下來(lái)的目標(biāo)是在中國(guó)建立一個(gè)統(tǒng)一的日常數(shù)據(jù)集。
2013年，來(lái)自中國(guó)、加拿大和澳大利亞的氣候?qū)W家共同創(chuàng)建了一個(gè)統(tǒng)一的每日數(shù)據(jù)集，得到了全世界同行的認(rèn)可。2015年，應(yīng)湯姆·卡爾(Tom Karl)前任的邀請(qǐng)，李青翔在美國(guó)國(guó)家氣候數(shù)據(jù)中心發(fā)表了一篇專題報(bào)告，與世界分享中國(guó)的經(jīng)驗(yàn)。
不要忘記你的主動(dòng)性，繼續(xù)前進(jìn)
“氣候門(mén)”事件暴露了以前數(shù)據(jù)集中的許多問(wèn)題。憑借中國(guó)數(shù)據(jù)集的成功經(jīng)驗(yàn)，李青翔挑戰(zhàn)了全球數(shù)據(jù)集的同質(zhì)化。在2014年的世界氣象組織/CCl研討會(huì)上，他向氣候?qū)W界宣布了他的全球氣候數(shù)據(jù)集計(jì)劃。
與以往統(tǒng)一修訂全球數(shù)據(jù)的做法不同，李教授提出要兼顧區(qū)域和全球氣候變化的準(zhǔn)確性。新方案很快得到了大家的一致認(rèn)可。他與國(guó)內(nèi)外科學(xué)家合作，開(kāi)發(fā)出版了一套站點(diǎn)更全、區(qū)域數(shù)據(jù)質(zhì)量更好的全球數(shù)據(jù)集，有效補(bǔ)充了過(guò)去三套數(shù)據(jù)集遺留下來(lái)的空數(shù)據(jù)。
有了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)，很多問(wèn)題都可以輕松解決。全球變暖有停滯的趨勢(shì)嗎？會(huì)不會(huì)是城市熱島造成了氣候變化的錯(cuò)覺(jué)？百年觀測(cè)缺失數(shù)據(jù)怎么插值？由李青翔教授領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)目小組做了大量工作來(lái)回應(yīng)學(xué)術(shù)界對(duì)全球變暖的質(zhì)疑。
變暖停滯似乎存在，但人們感受更多:夏天更熱，冬天更冷
經(jīng)過(guò)40年的改革開(kāi)放，深圳發(fā)生了巨大的變化。對(duì)深圳的研究證明，城市化對(duì)變暖的貢獻(xiàn)不會(huì)超過(guò)10%
從1952年到2014年，中國(guó)年平均氣溫失衡，可以看到氣候變暖的趨勢(shì)
2018年，同質(zhì)化領(lǐng)域的第一份專業(yè)期刊《同質(zhì)化雜志》成立，李青翔教授是六位創(chuàng)始編輯中唯一的亞洲專家。談到氣候數(shù)據(jù)的未來(lái)發(fā)展，李教授意味深長(zhǎng)地說(shuō):“氣候數(shù)據(jù)的再處理是一項(xiàng)非常基礎(chǔ)的工作，但基礎(chǔ)并不意味著簡(jiǎn)單。隨著氣候變化研究的深入和細(xì)化，它將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用?！?/p>
好老師好朋友，不知疲倦的教學(xué)
“雄觀滿道真如鐵，現(xiàn)在卻從頭踏過(guò)”。
李青翔教授來(lái)CUHK后，依托大氣科學(xué)學(xué)院的平臺(tái)，重點(diǎn)研究多模型預(yù)測(cè)檢驗(yàn)、粵港澳大灣區(qū)城市化研究、全球和區(qū)域氣候變化觀測(cè)、物理學(xué)及其不確定性；同時(shí)開(kāi)設(shè)“氣候與人類文明”的通識(shí)課程，觀看千年文明的興衰；計(jì)劃開(kāi)設(shè)“氣候和氣候變化觀察”課程，并提供課程以啟迪年輕一代。
作為學(xué)者，他兢兢業(yè)業(yè)，一絲不茍；作為一名教師，他不知疲倦地教書(shū)育人，教了成千上萬(wàn)的桃子和李子。
嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，充滿智慧和理性，這就是李教授在學(xué)生眼中的形象。李教授在為學(xué)生修改學(xué)術(shù)文章甚至海報(bào)的時(shí)候，從排版到用詞，每一個(gè)字都會(huì)仔細(xì)推敲，不能出錯(cuò)。
和藹可親，溫文爾雅，幽默風(fēng)趣，這也是學(xué)生眼中的教授?？赵跇I(yè)余時(shí)間，他會(huì)和學(xué)生一起旅行，欣賞風(fēng)景，享受自己。經(jīng)常邀請(qǐng)同學(xué)在家里聚會(huì)，聊著氣氛，互相聊天，熱鬧熱烈。在李教授的帶領(lǐng)下，大家互相關(guān)心，互相幫助，在異鄉(xiāng)漂泊，就像親人一樣。擅長(zhǎng)烹飪的兄弟姐妹會(huì)自帶美食與大家分享；有人過(guò)生日的時(shí)候，大家會(huì)聚在一起，送生日蛋糕，唱生日祝福語(yǔ)，說(shuō)最真摯的祝福。
李青翔教授和他的學(xué)生
初入大學(xué)的李青翔，通過(guò)邀請(qǐng)報(bào)告和學(xué)術(shù)會(huì)議，花費(fèi)了大量的精力來(lái)闡釋氣候數(shù)據(jù)領(lǐng)域的科學(xué)內(nèi)涵和獨(dú)特魅力。在他的指導(dǎo)下，越來(lái)越多的學(xué)生接觸到相關(guān)的研究，新的力量不斷加入其中。
出生于地理方向的朝麗雅，今年剛剛通過(guò)李青翔教授的跨學(xué)科博士學(xué)位?！拔冶究茮](méi)有接觸過(guò)這個(gè)領(lǐng)域，對(duì)很多基本概念都不太了解。賴教授一直在為我答疑解惑。他一邊說(shuō)，一邊在白板上畫(huà)圖，力求簡(jiǎn)潔明了。這樣聽(tīng)著，我很快就明白了?！痹谇拜厒兊膯l(fā)下，朝麗雅很快融入了這個(gè)集體，也為同質(zhì)化研究帶來(lái)了很多跨學(xué)科的觀點(diǎn)?！拔蚁Ｍ堰b感技術(shù)和我們的研究結(jié)合起來(lái)，這也是我們的優(yōu)勢(shì)?！?/p>
春蘭秋菊擅長(zhǎng)打勝仗。學(xué)生各有特色，溫馨和諧的家庭呈現(xiàn)出絢爛的色彩。如何讓這個(gè)集體發(fā)揮最大的能效？李教授因材施教，讓學(xué)生發(fā)展“個(gè)性”。面對(duì)內(nèi)向細(xì)心的同學(xué)，他要求按時(shí)反映研究情況。即使工作很忙，李教授也會(huì)抽出時(shí)間認(rèn)真復(fù)習(xí)并給予反饋，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。"即使是深夜，他也會(huì)立即回復(fù)信息." alt="氣候門(mén) 埋首氣候數(shù)據(jù)19年，面對(duì)質(zhì)疑，中大大氣人走出了中國(guó)經(jīng)驗(yàn)">
