风云变幻 起舞向之—— 记南京信息工程大学地理与遥感学院教授王国杰

◎ 文/李云山

风云变幻 起舞向之
—— 记南京信息工程大学地理与遥感学院教授王国杰

◎ 文/李云山

“天有不测风云，人有旦夕祸福”。自古以来，人类的安全感就与“老天爷”一直息息相关。人们惊惧于雷电、悲号于狂风、惶恐于巨浪……如今，随着经济社会的发展和现代科技的进步，这些激烈而神秘的自然现象已不再深不可测。但与此同时，现代社会对自然灾害特别是气象灾害的影响越来越敏感，通过有效的防灾减灾措施应对各种灾害问题，已成为国家发展进程中的一项重要任务，也是保障与改善民生并实现可持续发展的重大课题。为此，我们特意就相关问题采访了南京信息工程大学地理与遥感学院王国杰教授，他在水文气象灾害致灾机理、预警预报和风险管理研究方面已深耕十余年。

风云变幻不再“莫测”

王国杰于中国科学院获得水文学博士学位，并于荷兰阿姆斯特丹自由大学获得气象学博士学位，水文学和气象学交叉的学科背景，为他的研究带来了一种天然的优势。多年的辛勤耕耘，使他在相关领域奠定了扎实的理论体系和知识技术积累。

2013年初，王国杰任职于南京信息工程大学，从此开启了一段新的征程。主要从事微波水文遥感、气象灾害致灾机理、预警预报和风险管理方面的研究。凭借着多年来深厚的技术积淀，他在多项重点项目研发中表现突出，带领团队申请并由本人主持了多项国家自然科学基金项目，包括面上项目、重大计划项目和重点国际合作项目等。

自然灾害带来破坏的同时，也会给人类带来许多新的研究课题。王国杰喜欢不断地探索，不断地思考。在探索中摸出道理，在思考中悟出真谛。监测风云变幻，执着追求梦想。王国杰表示，他的梦想就是让更多人远离灾害，幸福生活。

面对气象科学中一个又一个问号，作为一名有责任感的气象科技工作者，怎么能袖手旁观？面对土壤湿度观测资料的缺乏问题，他大胆转变研究思路，果断提出利用卫星遥感土壤湿度资料，综合利用数学分析和数值模拟两种手段，以研究土壤湿度对大气降水的反馈作用，具体包括优化现有全球多源卫星遥感观测的土壤湿度数据，利用该数据库和最新的数学方法，诊断土壤湿度对大气降水的统计反馈关系。

最近5年来，他作为科研骨干参与并完成荷兰科学研究组织（NWO）项目、中国科技部-荷兰科学研究组织（NWO）重点国际合作项目、欧盟第七次框架（PF7）项目各1项。2016年11月份，受国家自然科学基金委中德科学中心资助，组织召开“气候服务科学”中德双边会议。在国内外重要期刊发表学术论文30余篇，出版英文专著1部，获得专利3项。研究成果受到《科技日报》等媒体广泛报道。获得2016年度中国产学研合作创新奖。

沿着这些坚实的足迹，我们能够清晰地感到其跳动的脉搏里舞动着的内驱力和蓬勃饱满的创造力。

土壤湿度：小世界里的大格局

全球正经历着显著的气象变化，其主要特征是温度升高。气候变暖还造成了海平面上升、降水变化以及极端气候事件发生频率增加等事件。由此可见，气候变化已成为全球最严重的环境问题之一，而作为环境生态表征因子之一的土壤水，必然会对气候变化产生一定的响应。

作为气候变化研究中的一个重要物理量，土壤湿度积累了大量的地表水文过程信息，它的变化增加了陆面和大气相互作用的复杂性，对气候变化起着非常重要的作用。近年来，国际学术界越来越关注土壤湿度在气候变化中的重要作用，国内学者也开展了一系列研究。王国杰在土壤湿度领域开展了扎实的研究工作。“关于土壤湿度的研究看似琐碎，实际上它对于深入认识气候变化对地表水循环的影响机制并促进气象学和水文学的学科交叉有重要意义。”为此，他在荷兰从事博士后研究期间，开展了利用极地轨道卫星微波资料反演地表土壤湿度的研究工作，以期为水文学和气象学的交叉研究提供数据支持。

土壤湿度并非常规的气象观测要素，数据资料极为缺乏，所以土壤湿度的很多研究只能借助于数值模式。近年来，随着卫星气象事业的快速发展，利用遥感技术获取大尺度土壤湿度数据成为可能。

王国杰领导的科研团队，利用中国气象局风云系列卫星微波资料研发全球土壤湿度产品，并通过集合卡尔曼滤波等技术，把卫星遥感土壤湿度同步到WRF和RegCM4数值模式中，模拟土壤湿度对大气过程的反馈作用及其对干旱、降水等极端气候事件的影响；同时，以土壤湿度为切入点，研究青藏高原热力作用对东亚季风区夏季降水的影响和季节性预报，这对于深入认识我国东部季风区夏季水文气象灾害的发生机制，对于提高其预报能力无疑具有重要的科学价值和指导意义。

另外，受国家自然科学基金委的国际合作项目资助，王国杰与加拿大著名团队合作，研究我国东部季风区土壤湿度和地表水循环对气候变化的响应机制。此外，土壤湿度的应用价值也在不断被发掘和进一步延伸，比如，把卫星遥感土壤湿度同化到洪水预报模型中，这可以作为提高洪水预报能力的一种可行途径加以尝试和应用。

坚持做对社会有用的事业

王国杰认为，气象服务要面向社会需求，什么是“需求”？它指的是政府和老百姓、经济和社会发展需要我们气象部门提供什么样的气象产品、气象信息和气象服务。随着经济和社会发展，过去传统的服务方式已经远不能满足日益变化的社会需求，如今，更高、更精、更准、更有特色、更个性化的需求摆在了我们的面前。这就要求我们运用现代科技手段,不断提高预报预测能力,提升气象服务水平,更好地发挥防灾减灾作用,更好地服务于经济社会。但无论如何，坚持做对社会有用的事业，方向就不会错。

王国杰意识到，作为一名气象科技工作者，应该紧密结合工农业生产实际进行科研，促进气象科技进入经济建设的主战场，为地方乃至国家的发展战略出谋划策。于是，他以更大的热情投入到对研究成果在气象防灾减灾业务中的应用的研究中去。利用中国气象局风云系列气象卫星资料研发全球高分辨率土壤水分产品，用于陆-气界面水循环和水文气象过程研究，并在国家气象局干旱监测业务系统中得到推广使用。土壤湿度的系列研究成果已经在国家气候中心和江西省气候中心等业务化运行，实现了全天时、全天候的全国干旱实时监测，为防旱抗旱和灾后救援提供了可靠的决策依据和数据支撑，同时，也对提高我国自主知识产权气象卫星资料的应用价值和国际竞争力做出了贡献。针对城市暴雨洪水相关业务的具体需求，开展理论和技术攻关，建立了“城市数字高程遥感建模”、“水文-水动力城市洪水仿真模拟”和“降水精细化预报”等一整套技术方案，实现由降水预报向城市洪水预报的转化。该方法已在国家气候中心、江西省气候中心、南昌市气象局等部门业务化运行，为城市内涝预警预报和防灾减灾做出重要贡献，产生了巨大的社会效益和经济效益。

“十三五”不是一个时段和概念，此刻，气象科技发展正站在一个新的历史起点上。如何面对发达国家长期在气象科学技术领域占据优势的局面和日益激烈的国际竞争，实现从气象大国向气象强国的跨越，我国气象科学技术发展面临着严峻的挑战和课题。严峻的挑战和新的机遇，使得“三十五”气象科技发展目标更加清晰，也必将引领气象科技发展的脚步迈入一片更加崭新的天地。

王国杰觉得，作为一名气象科研工作者，从事一些具体的应用气象科研、业务和服务工作，把气象知识与各行业结合，这样才能使气象工作更有意义和生命力。气象科学，大有可为，这份责任，这份情怀，使他有干不完的劲！