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汪名怀:靠天吃饭的“码农”

来源:科技日报    时间:2020-01-06    

汪名怀供图

  傍晚,在南京大学仙林校区,你常能看到一个斯斯文文、戴着黑框眼镜的的中年人,在校园的树林中慢跑。

  那很可能是汪名怀,夜跑是这位南京大学大气科学学院教授、博士生导师多年的习惯。

  这位与气溶胶、云和气候打了半辈子交道的人,喜欢在跑步时思考科研难题。

  “气溶胶是悬浮在大气中的固体或液体微粒,PM2.5就是一种气溶胶。我的工作就是,通过写代码、建模,来模拟气溶胶、云和气候相互作用的过程,为大气污染防治提供参考。”汪名怀笑言,其实自己就是个靠天吃饭的“码农”。

  24年前,汪名怀高考时误打误撞考入南京大学大气科学系,大三时决定考研,直到读研后才体会到科研的乐趣,从此便一发不可收拾。

  前不久,2019年度国家杰出青年科学基金资助项目评定结果正式公布,汪名怀的研究课题“气溶胶、云和气候相互作用”位列其中。

  “科研就像马拉松,拼的是耐力,我只不过花了很多时间做好一件事而已。”汪名怀说。

  误打误撞走进大气科学领域

  1976年,汪名怀出生于安徽省安庆市桐城县的一户农家。小时候,他常钻到田里割稻子、插秧。彼时的汪名怀虽然年幼,但他深知“知识改变命运”的道理。

  上世纪七八十年代,陈景润和他的哥德巴赫猜想轰动世界,也让这个身处小县城的少年“萌生了做研究的想法”。数学成绩一直不错的汪名怀,被初中班主任带着四处参加数学竞赛,心里想着“如果将来能做个数学家就好了”。

  汪名怀将好成绩保持到了1995年的高考,填报志愿时,他选择了南京大学,误打误撞考进了该校的大气科学系。4年后,他考入北京大学大气科学系,攻读硕士学位。

  汪名怀坦言,自己对大气科学并非“一见钟情”。“原本我以为这个专业就是研究天气预报的,但读研后,我开始对这个专业有了更深的理解。”他说。

  读博前,求学之路一帆风顺的汪名怀,在美国密歇根大学攻读博士学位时,遇到了前所未有的挑战。“我的博士导师一般不会给我提供具体的研究课题,只给我一个大致的研究方向。当时的我,有点像飘在大海上的船,没有灯塔,不知该去向何方。”他回忆道。

  此后,汪名怀花了3年时间,建立了可用于研究污染物和天气气候相互作用的气溶胶—气候模式。他本以为以此写论文就能顺利毕业了,但导师的回复却是:只有模式是不行的,一篇合格的博士论文中要有新的科学知识。

  碰壁后的汪名怀,顶住巨大压力,开始闭关读文献、找灵感。就在最焦灼的时候,2008年,汪名怀的大儿子诞生了。

  那时的汪名怀,常要一边写代码、建模,一边给孩子换尿布、哄孩子睡觉,还承受着毕业求职压力,“一时间心力交瘁”。

  不过,汪名怀的努力没有白费。在此前3年工作的基础上,他在两个研究方向上都取得了突破,最终在博士论文中细致分析了气溶胶新粒子的生成过程对云凝结核和云辐射效应的影响,以及气溶胶对冰云形成的影响。汪名怀的导师赞叹道:“你这相当于写了两篇博士论文,拿了两个博士学位。”

  “我当时唯一能做的,就是专注、坚持。”采访中,汪名怀不止一次提到这两个词。

  开发新模式 让观测更精细

  博士毕业后,在妻子的支持下,2014年汪名怀回到母校南京大学任教。

  如今,气溶胶、云和气候是如何相互作用的,成了汪名怀主要研究的课题。为了弄清它们的变化过程,他需要用建模的方法来完成研究工作。

  但对于气候变化研究来说,传统的建模方法难以同时考虑小范围天气过程和大尺度大气环流的相互作用。为补足短板,汪名怀历经多年,研发出了嵌套更精细的二维云解析模式的全球多尺度模式。

  “以前的全球模式,只能粗略地模拟100公里尺度上气溶胶和云的相互作用,现在的全球多尺度模式,可精细模拟1公里尺度上气溶胶和云的相互作用,包括气溶胶的数量、大小等。”汪名怀补充道,这好比以前只能观测到一座城市的气候,但现在可以观测到该城市小区的气候了。

  这一全球多尺度模式,已被国际主流地球系统模式CESM2.0所采纳,可为国内外科研机构研究气候变化提供技术支撑。

  建立新模式的过程,并非一帆风顺。多尺度模式建立初期,汪名怀发现,新模式中极地区域气溶胶的量,比传统模式高两个数量级。为弄清原因,他花了3个月时间反复核对代码,却依旧未发现问题。

  之后,汪名怀换了种思路,用观测到的气溶胶数据去直接验证,结果问题迎刃而解。“这让我意识到,必须重视观测数据,要学会通过观测数据来验证和完善模式。”他说。

  基于这一认识,在研究中,汪名怀重视引入新的观测技术,这让他探究出了更多的科学奥秘。

  2019年1月,汪名怀和以色列、美国、德国及国内的学者共同在《科学》杂志发表了一篇文章。该文介绍了这支国际团队借助卫星观测技术,发现气溶胶导致云区覆盖范围圹大,并且气溶胶的冷却效应比此前预计得要更强。

  鼓励合作也重视个人价值

  在科研路上行走多年的汪名怀,时常会回想起自己的初中班主任。“可以说,他是为我打开未来之门的人。当年,是他带着我参加比赛,给我讲解美术画,教给我做人的道理。”汪名怀说。

  如今,汪名怀也想做“打开未来之门的人”,让每位学生走好他们的科研路。

  汪名怀的学生们,共享着一个名为“share(分享)”的文件夹。

  “每个人毕业离开时,都会把自己写出的代码留下来,供后面的师弟、师妹们参考、使用。我们组里有一位大师兄,留下了不少PPT,我从中学到了不少东西。”汪名怀的学生、去年到国外读博的张海鹏说,毕业前“把自己的成果留下”,这个不成文的规矩,是汪名怀定下的。

  自己编写的程序和代码无偿共享给大家,不担心劳动成果流失吗?

  “不会啊,如果有写好的代码,我就不用再花时间去了解数据结构了,可以直接参考前人的代码,去解决自己的学术问题,这样科研进度会快很多。”南通大学智能信息技术研究中心副研究员白鹤鸣曾是汪名怀的博士生,在他看来,汪名怀此举是鼓励大家大胆合作、善于分享。

  鼓励合作的同时,汪名怀也十分尊重每个学生的科研成果。

  白鹤鸣曾接续一位师弟的论文初稿做课题,在研究过程中,白鹤鸣不断丰富研究数据并改进研究方法,相比师弟,白鹤鸣对这项研究作出了更大的贡献。汪名怀获悉此事后,主动与初稿作者沟通,经同意后,将白鹤鸣的署名从第二作者提前到第一作者。

  谈及此事,白鹤鸣至今十分感动。

  感动学生的事,汪名怀还做过很多。

  去年,张海鹏申请去海外高校读博,但该所海外学校的招生委员会,因张海鹏的托福考试成绩不理想,质疑其英语水平。

  得知此事后,汪名怀将张海鹏曾经用英语写成的论文初稿发给对方,以证明他的语言能力。同时,汪名怀还为其精心写了一篇推荐信。“别的老师看到推荐信后都说,汪老师给我写的推荐信是他们见过写得最好的。”张海鹏说。

  “带学生的成就感不亚于做科研,二三十年以后,你做出的科研成果或许未必有人能完全理解,但你对学生们的付出却是实实在在的。”汪名怀感慨道。

  人物档案

  汪名怀,生于1976年,安徽省安庆市桐城人,系南京大学大气科学学院教授、博士生导师,同时担任大气科学学院院长助理及大气与地球系统科学国际合作联合实验室主任,主要从事气溶胶、云和气候相互作用的模拟和观测工作。

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