坐看云卷云舒 静听花开花落

李明丽

气溶胶应该算是近几年出现在科普领域里的高频词了。

从“臭名昭著”的雾霾颗粒污染物PM2.5，到澳大利亚森林大火形成的“火云”，再到近期因为新冠病毒冲上热搜的病毒飞沫。这个“调皮的小家伙”凭借其“魔幻神力”一次又一次地展露人前。但其实，人类对这个自然界中普遍存在的微小物质还知之甚少。

“气溶胶有很多种，我研究的只是其中的一个领域。”巍巍学府，水木清华。清华大学地球系统科学系副教授彭怡然自始至终对大自然的神奇奥秘怀有一颗敬畏和探索之心。她和她所在的团队主要从事的是大气物理方向下气溶胶与云物理研究，意在通过数值模拟分析等现代技术手段揭开气溶胶对天气和气候的影响面纱。

坐看云卷云舒，静听花开花落。当清华园中一名手持现代“利器”的女科学家与云、雾、尘、气相遇，会擦出怎样的火花？

沙和尘的相伴

“在现实生活中，你几乎看不到它。它是悬浮在大气中的尘埃，它无处不在。它非常微小，但有时候会很强大。它可能来自沙漠的尘土，也可能来自海洋逸散的海盐，它可能从喷发中的火山而来，也可能在森林大火中形成，它可能从工厂的烟囱飞出，也可能是卡车排放的尾气。气溶胶可以做一些让人印象深刻的事，就像把太阳光反射回太空，可以給地球降温，或者通过收集水汽来形成云朵；另一方面，一些气溶胶颗粒可以捕获阳光并加热空气，从而防止云团的形成。气溶胶可能会造成化学反应，破坏臭氧层；而在地球上，它可能会导致人类出现一系列的健康问题……”进入神奇的气溶胶世界，你会发现这里包罗万象，真正诠释着大自然的宏观与微观——小颗粒，大不同。

北京女孩彭怡然与气溶胶结缘始于20世纪90年代。那时，她以优异成绩考入北京大学地球物理系。未名湖畔，博雅塔下，大师云集，包罗万象。恰同学少年，风华正茂。彭怡然记忆中的北大地球物理系，囊括了从天上到地下的很多自然学科，而他们直到大三才开始分专业。在空天领域，上至浩瀚缥缈的宇宙银河太空，中至火箭发射到空中几百公里的空间领域，下至从地面到空中几十公里的范围，都有彭怡然的同学涉及其中，而她最终选择了从地面到空中几十公里范围内的大气科学研究，只因“觉得它并不是那么遥不可及，而是与人类生活密切相关的，亲切而实在的学科”。

抱着对大气科学的好奇探索之心，彭怡然在大四那一年与气溶胶有了“自然而然的第一次相遇”。因为跟随我国气溶胶研究的先驱——毛节泰教授做毕业研究论文，那一年她接触了一个关于沙尘气溶胶的研究课题。彼时，相关研究在国内尚属空白，大家对气溶胶的关心程度亦如一张白纸，而彭怡然却对此充满好奇。作为一名成长在20世纪八九十年代的北京女孩，她对北京春秋时刻黄沙漫卷、突如其来的沙尘暴天气有着深刻的记忆和体会。“我一想到自己的研究如果能够对缓和北京沙尘暴天气起到一定作用就觉得很不错。”在好奇心和成就感驱使下，彭怡然就跟着攻读博士的师兄和师姐们跑到位于北京郊区的兴隆天文台开始了她第一次的气溶胶研究初体验，采样观测、记录观察……一点一滴的积累最终化成梦想的种子，从此生根发芽。

因为有前期的兴趣铺垫，大四申请到国外留学的时候，彭怡然毅然选择遵从内心，到加拿大戴尔豪斯大学从事气溶胶方面的研究深造。就是在那里，她跟随博士生导师，开启了用数值模式来模拟气溶胶对天气气候的影响研究。如果说北京大学带给彭怡然的是兴趣的启蒙，在海外科学殿堂恣意翱翔探索的日子，为她打开了一扇通往更广阔探索天地的大门。难忘出国留学初期在语言沟通上面临的挑战，难忘第一次在国际学术大会上作报告时的青涩，难忘将多年研究成果展示在众人前的那份成就感和自豪感……“当你可以感受到这个世界上有那么多科学家和你一样在关注同一个领域的问题，而你又可以自由畅快地和他们探讨，这是一件令人非常愉快的事情。”研究愈深入，彭怡然在相关科学研究领域里一直探索下去的愿望愈笃定。

5年辛勤结硕果，2004年，彭怡然获得加拿大戴尔豪斯大学大气科学博士学位，之后前往德国马克思-普朗克气象研究所从事博士后研究工作。在那里，等待她的又是一次眼界和视野的开阔。德国马克思-普朗克气象研究所拥有世界上最先进的全球气候模式之一，彭怡然前往深造的时候，这个模式已经发展到了第5代。吸收先进技术和理念，彭怡然不仅参与了一些与气溶胶云相关的参数化开发工作，还打破圈层，对海洋、生态等相关领域的物理过程有了更为深入、系统的了解，从而将自己的研究触角伸到了地球系统模式。就像一张编织的大网，把上下研究的点成功串联了起来。与此同时，最让彭怡然获益匪浅的是一项关于东亚沙尘气溶胶模拟数值改进的工作。结合东亚地区沙尘颗粒的特点，她和合作者修正了“出身欧洲”的模式对亚洲沙尘浓度模拟偏低的现象，使其更符合东亚的实际情况。将研究结合自己周边的需要不断调整改进，彭怡然尝到了研究惠及于人的成就感。

积沙成塔，集腋成裘，多年的学习积累不仅满足了彭怡然探索气溶胶神奇奥秘的好奇心，还为她之后将所学扩展深入奠定了坚实的基础。

云和雨的相遇

2007年，学有所成的彭怡然进入加拿大气候模式与分析中心从事博士后研究，并最终留在那里成为研究助理。加拿大气候模式与分析中心是一家政府机构，就此安定下来的彭怡然一方面继续从事沙尘气溶胶的模拟改进工作，另一方面也开始深入探索研究气溶胶和云对大气能量的影响，期间受同事启发开始将研究领域扩展至辐射方面。她在中心使用的模式中开发出了一套完整的沙尘气溶胶的模块，并将能量和辐射等因素融入其中，大大提升了模式的可靠性。至今，该模块还在加拿大气候模式与分析中心使用着。

虽然研究取得不错进展，但在加拿大待了几年的彭怡然总觉得“不太有归属感”，加之加拿大近年来削减相关领域的投入，与之相较，大洋彼岸的祖国却在大力支持和鼓励相关方面的发展。彭怡然深感回国的时机到了。

科研之外，让彭怡然享受其中的，还有与学生的相处。“我其实很多时候不会把他们当成是我的学生，而是能够在平等交流中给予我不少灵感启发的同行者。”这样的相处方式让她和学生亦师亦友，激发研究兴趣、启发独立思考、鼓励勇敢尝试、提高动手能力……通过各种易于接受的方式，彭怡然在潜移默化中带给学生很多不一样的成长。

细腻柔软、常怀感恩，彭怡然在工作中将女性工作者的风格发挥得淋漓尽致，上至给予过自己关怀和指导的校院领导、前辈，中至给自己提供过帮助的协作者、同行，下至朝夕相处中共同成长的学生，点滴在心，感恩前行。

虽然研究偏基础理论，但在彭怡然的心中，一直有一个研究惠及普通老百姓的梦想，这也是她多年坚持结合实际改进模式的触发点之一。最近几年，她参与了不少与北京、河北、山西等地方人工影响天气办公室（简称“人影办”）合作的项目。“呼风唤雨是人类一直以来的梦想，人工影响天气作为利用气候资源和防灾减灾趋利避害的一种有效手段在水资源综合管理、农业抗旱减灾和重大活動保障等方面发挥着重要作用，例如用飞机进行人工增雨雪等，它可以通过向冷云中播撒碘化银成冰剂产生大量的人工冰核，冰核转化成冰晶进入暖区后融化成为雨滴；或在暖云中通过向云中播撒适当吸湿性物质，设法增加大滴，启动和加速碰并过程，促使云水向雨水转化……”根据人影办提供的大量云物理相关的观测数据，彭怡然及其团队从数据中提取了一些规律来设计参数化方案且放到模式里，使得模式对中国地区气溶胶、云的模拟更为合理、准确。“人影办的数据产品对我们的模式工作非常具有价值和意义，通过与他们的合作，我获得了不少帮助，非常感谢他们。”理论结合实际，支撑实际应用；实际应用反过来又促进理论研究方向的调整，让彭怡然的工作步入了良性的轨道。

亦如往常，将点滴记录在心，感恩前行，彭怡然离自己的梦想又近了一步。

未来几年，彭怡然要做的工作也已经清晰：“清华的气候模式已经取得阶段性成果，我们已经拥有了一个比较完整的气溶胶模式，也参加过几次关于气候气溶胶的国际比较计划的评估，未来，我们准备参加第六次全球模式比较计划。”展示清华模式，发出清华声音。彭怡然和她团队所做的事情这几年得到越来越多同行的关注和了解。与此同时，他们探索、开发的模式也在不断完善中趋向成熟。

“探索大自然的神奇魅力在于奥妙无穷无尽，科学探索永无止境，我们的探索也永无止境。”怀抱探索大自然奥秘的初心，坐看云卷云舒，静听花开花落，穿梭在云和雨、沙和尘的能量交换之间，彭怡然在她挚爱的气溶胶的研究世界里找到了快乐源泉。