文 ｜ 《中国科学报》 见习记者 叶满山

    黄建平（左二）带领团队赴东北地区开展大范围季节性积雪中黑碳物质的外场采样试验。受访者供图

    在广袤的西北地区，有我国地势最高的青藏高原，有黄土堆积区最大的黄土高原，还有古老的黄河文明。我国地球科学领域科学家、中国科学院院士黄建平就扎根于这样特殊的地理环境和人文环境中。

    2003年，在美国工作了12年的黄建平回到祖国大西北，投身于半干旱气候变化研究。过去20年里，他建立了我国首个半干旱气候与环境综合观测平台，成功研制出适用于极端恶劣条件下作业的移动监测系统，开拓了干旱化研究的新思路。他还开创了荒漠化和生态安全评估的新途径，构建了全球荒漠化和生态安全脆弱性指数，为全球气候与生态研究贡献了中国智慧。

    以国家需求为己任

    1995年圣诞节，出国深造不久的黄建平收到一封博士生导师、中国科学院院士丑纪范的长信。丑纪范在信中说：“你是一个有能力的人，应该投身到祖国建设中，为国家作贡献。”
 

    后来，兰州大学计划建立大气科学学院，急需领军人物。这时，黄建平又接到丑纪范的动员电话。于是，他放弃国外的优厚待遇回归故土，来到祖国最需要的地方。

    回国后，黄建平任兰州大学大气科学学院首任院长。尽管他早有心理准备，但实际面临的压力仍然超出了预期。2004年以前，兰州大学大气学科师资力量薄弱、科研基础弱、科研经费严重短缺。

    在征求了丑纪范等前辈的建议后，黄建平决定用有限的经费建立一个专注于半干旱气候区的气候与环境观测站。黄建平意识到，半干旱气候区虽然环境恶劣，气候敏感而脆弱，沙尘暴频发，大气污染严重，却是一个天然的实验室，是一个可以深入研究气候变化和环境问题的绝佳场所。

    为了获取第一手数据，黄建平等人决定将观测站建在海拔1900多米的萃英山上。山路崎岖，公路尚未修好，车辆难以通行，黄建平和团队成员只能肩扛手提，将沉重的仪器设备一步步运上山。

    经过数月的努力，全国高校第一个具有国际水准的观测站——SACOL观测站终于建成，填补了我国西北地区气溶胶、云、降水、陆-气相互作用等长期连续综合集成观测的空白。从此，黄建平与其团队开启了与沙尘暴等极端天气相关的环境和气候监测工作。

    随着时间的推移，SACOL观测站获得的数据越来越多，黄建平的研究也取得了突破性进展。他发现了全球半干旱气候变化的新机理和加速扩张现象，揭示了大气物理过程与干旱气候变化耦合相互作用的新机理，还揭示了东亚沙尘气溶胶的传输路径，并在国际上首次提出亚洲沙尘气溶胶半直接效应的干旱化作用。这些成果不仅为气候科学领域带来了新突破，也为国家的生态安全提供了重要支撑。

    提供重要科研数据

    青藏高原的气候环境极为复杂多变。2007年，黄建平带领团队通过长期的观测和研究发现，青藏高原夏季沙尘暴的频发与特定的气候条件和地形地貌密切相关。这些沙尘暴不仅范围大，而且频繁发生，对当地的气候和环境造成了深远影响。

    黄建平通过分析实测数据资料后发现，这些沙尘暴携带大量的沙尘气溶胶，气溶胶具有强烈的吸收性，能够吸收阳光的热量，可能会使西藏地区的气温上升，从而改变该地区的气候模式。更为重要的是，这种气候变化还可能进一步影响印度季风的发展，使亚洲乃至全球的气候系统产生连锁反应。

    为了深入研究沙尘暴的成因和影响，黄建平利用先进的模拟技术和尘埃微粒形状分析手段进行综合观测研究后发现，气溶胶的主要来源并非人类活动产生的污染物，而是邻近的塔克拉玛干沙漠。沙尘暴将沙漠中细小的颗粒吹扬至高空，形成大量气溶胶，进而影响了西藏乃至更大范围的气候系统。沙尘气溶胶在大气中扮演着复杂的角色，它既可以抑制降水，也可以促进降水。

    黄建平进一步观测发现，当沙尘气溶胶进入云层后，可以作为云滴的凝结核，使得云滴快速增大，进而形成雨滴。利用沙尘气溶胶这一特性，可以更加精准地预测和调控降水过程，为合理开发利用空中云水资源、缓解北方干旱等问题提供理论依据和技术支持。

    基于此，黄建平开创了“沙尘与云和降水相互作用及对干旱气候影响”基础理论。他还在国际上首次提出亚洲沙尘气溶胶半直接效应的干旱化作用，首次发现了青藏高原夏季沙尘暴频发的典型特征，为沙尘气溶胶对青藏高原及下游地区天气影响研究提供新思路。该成果荣获2013年度国家自然科学奖二等奖。

    2010年，黄建平带领团队在中国北方进行了一场大规模的积雪观测研究。起因是国外机构认为极地冰雪融化速度加快的元凶——黑碳，可能来自中国。

    黄建平在北方七省份对近150个观测点进行了密集观测。经过数月的努力，他们采集到了2100多个积雪样品，并对样品中的黑碳气溶胶进行了精确测量和定量分析。结果显示，国外某些研究机构对中国地区积雪中的黑碳含量估计过高，从而错误夸大了中国对全球变暖的影响。

    而且，黄建平团队的研究表明，北极地区日益增加的黑碳含量并非主要来自中国。

    黄建平表示，这一研究不仅填补了我国积雪中黑碳气溶胶观测研究的空白，而且为我国积极应对全球气候变化提供了新的科学证据，还为我国有关碳排放领域的外交谈判提供了重要的数据支撑。

    在后续的科研进程中，黄建平还自主研发了生物气溶胶激光雷达，使我国成为除美国、日本之外，少数几个可以制造生物气溶胶激光雷达的国家。

传承坚守与热爱

    2017年，黄建平领衔的大气科学学科入选教育部“双一流”建设学科。2018年他带领的团队被评为“全国高校黄大年式教师团队”。
 

    黄建平经常告诉学生，要想成为国之栋梁，就要具备“黄大年式”的优秀品格和奉献精神。为了锤炼学生的品格、磨炼他们的意志，他经常带领学生参加野外科学观测试验。为采集到更准确的数据，野外观测通常在比较艰苦的地方进行。

    黄建平和学生曾在白银市景泰县一处废弃的农场建立了一座临时观测站。景泰县地处黄土高原与腾格里沙漠过渡地带，那里常年干旱缺水，连洗澡都是一种很奢侈的行为，但那里也是理想的沙尘观测地，可以为野外试验提供必要的后勤保障。更重要的是，在接近沙漠的地区，沙尘颗粒相对纯净，几乎没有被污染，有利于监测数据进行对比验证。

    在农场的简陋宿舍里，团队成员常常一住就是两三个月。由于生活条件简陋，他们经常吃方便面充饥，饮用水和生活用水都是沉淀后的黄河水。

    有一次，黄建平带领团队在甘肃民勤的巴丹吉林沙漠开展沙尘暴野外观测试验，当地治沙站的工作人员发现黑风暴即将来袭，放下手中的铁锹，大声呼唤他们迅速撤离。但在当时的紧迫形势下，他们来不及关闭仪器设备，只能就近躲避。几分钟后，强烈的黑风暴裹挟着沙石和尘土如愤怒的巨兽猛扑过来，瞬间将观测站笼罩在一片混沌之中。

    不知过了多久，黑风暴才渐渐退去，观测站内一片狼藉，床铺、饭盒和仪器设备上都覆盖了一层厚厚的沙土。然而就是这次突袭的沙尘暴，让没有来得及关闭的设备完美捕捉到了强黑风暴演化的全过程，为揭示我国西北地区典型黑风暴的垂直结构，及其发生、发展和减弱机制提供了宝贵的基础资料。

    条件虽艰苦，目标很远大。黄建平为团队树立了“立身荒漠 追求梦想 创建一流”的核心理念，艰苦的野外环境锤炼了他们的品格和意志，也让他们坚定了把国家需求作为责任和担当、建设祖国西北的信念。

    黄建平及其团队的成长经历，树立了一个在艰苦环境中一样可以做出一流成果、培养一流人才的成功榜样。黄建平在给学生上课时，经常告诉他们“不要看到荒凉的景象就泄气、迷茫，只有荒凉的沙漠，没有荒凉的人生”，学生们也因此下定决心留在西北、建设西北。

    “我希望年轻的科研人员首先要有家国情怀，要有敢于在恶劣环境中坚持奋斗的精神品质，在科研道路上持之以恒地追求卓越、不断创新、不断进取、驰而不息，永远奔赴在奋斗的道路上。”黄建平说。

    《中国科学报》 (2024-03-15 第1版 要闻)

    编辑 | 赵路

    排版 | 志海