02
07
2022

陈杰:在全球变化水文学领域发出中国声音

  归国5年来,从事全球气候变化及其水文响应研究的80后海归陈杰,频频在全球变化水文学领域发出中国声音。

  他带领团队揭示了全球变暖下降水径流过程的响应机理,构建了气候模式输出变量的多维降尺度模型,提出了动力与统计相结合的极端水文事件预测方法,量化了气候变化对极端水文事件的影响及其多源交互不确定性。

  “科学虽没有国界,但是科学家有自己的祖国。”从湖南宁乡农村走出、海外求学7年后,陈杰实现了出国前父亲的那句嘱托:“学有所成,就要回来报效祖国,建设好自己的国家。”

  在西北农林科技大学攻读学士和硕士学位期间,陈杰将科研兴趣锁定在全球气候变化下的水文响应研究。

  工业革命以来,全球变暖改变了水循环过程,也影响着降水、蒸发、径流等气象水文要素,导致极端水文事件的演变更趋复杂,严重威胁着区域粮食、防洪、供水和生态安全。由于“我国气候条件复杂,水资源时空分布不均,水旱灾害风险高”,研究流域降水径流对全球变暖会有何种响应、对未来极端水文事件的灾害风险有何影响、如何降低此类事件评估的不确定性,具有重要的科学价值与社会经济效益。

  为加强该领域的研究,陈杰在2008年硕士毕业后赴加拿大魁北克大学攻读博士学位,并将博士研究方向定为“流域径流对全球气候变化的响应及其不确定性”,重点关注气候变化水文响应研究中的降尺度方法和不确定性。

  对他而言,这是几乎陌生的领域。该领域虽已有人涉足,却鲜有突破,且交叉学科广泛,涵盖气象和水文等专业知识,对数学、英语和计算机编程能力要求也很高。研究进行到1年零8个月时,既定的方案在应用中不可行,让他一筹莫展。

  “做科研,每个人都不可能一帆风顺,需要个人的不懈坚持和团队的力量。”陈杰主动与实验室成员以及相关单位交流,通过阅读大量文献梳理研究思路。其间,他还从加拿大赶赴美国,在农业部门实地学习了一周。

  博士课题研究到第三年时终于有了突破,陈杰的研究“苦尽甘来”——其博士论文获得2012年度拿大魁北克大学最佳博士论文奖,他也收获了加拿大博士研究最高学术荣誉——加拿大总督学术金牌奖章。

  2011年至2015年,陈杰开展了博士后研究。他说,国外做科研很纯粹,科研服务环境融洽。研究数据由专业团队提供,报账、电脑软件系统安装等琐事也有专人打理。加拿大的生活环境怡人,加之待遇优厚,有不少留学的同事会移民留在当地。

  留学期间,陈杰结了婚,有了两个女儿,但父母均在国内。海外求学7年后,他对祖国的热爱和对家人的思念愈发强烈。“父亲的那句嘱托,我始终没有忘记。”他下定决心回国。

  2016年2月18日,在婉拒单位的一再挽留后,陈杰带着家人登上了回国的航班。他作为高水平人才被引进武汉大学,成为水利水电学院教授、博士生导师。

  一切从头开始,陈杰忙着组建团队、探索课题、召集海外学者来华交流、培养学生。“要做的事情实在太多了,总觉得时间不够用。”他经常利用赶火车、坐飞机的间隙备课、修改论文。常常有学生在深夜一点还会收到陈杰发来的邮件。

  针对全球气候变化下极端降水预测难的问题,陈杰带领团队持续攻关,提出了“四维(降水时序、极值、非一致性、时空相依性)一体的降尺度模型”,并于2018年在网络平台开源发布,从全方位多维度提升极端降水的模拟与预测精度。该成果引起了国际同行的广泛关注,50余位国际学者发来邮件探讨该模型的使用与合作。

  迄今,陈杰围绕该领域先后在国内外权威期刊作为第一或通讯作者发表论文79篇,其中SCI论文68篇,主持或参与科研项目10余项,获得国家青年人才计划和湖北省杰出青年基金项目。他还担任了《Journal of Hydrology》《Hydrology Research》等国际期刊副主编,国际水资源学会中国委员会常务理事、国际水文科学协会中国委员会地表水专委会副主席。

  攻读硕士和博士期间,陈杰的导师会实时总结研究进展,定期开展成果汇报与交流,并且及时转化成研究论文。得益于这些方法,他3年内就顺利取得博士学位并发表了8篇SCI论文,还获得了多项奖励。如今,他也将这一方法融入研究生培养模式。每周五,他会用一整天了解每位学生的研究进展,指导解决研究难题,“这会占据我超过一半的工作时间,但培养学生意义重大”。

  在武汉大学水文学及水资源专业硕博连读生李威看来,陈杰治学极为严谨。2018年10月攻读硕士期间,他曾在陈杰的指导下研究气象水文预报,花费半年多写出了自己第一篇科研文章。

  “原本信心满满,没想到从前言到结论,老师几乎作了全文修改,每篇参考文献和每处标点符号都不会放过。”李威说,之后陈杰又帮他修改了5遍才允许投稿,最后该论文发表在气象水文领域某权威期刊上。

  “做科研起步会比较难,但作为老师,我们要不断引导和鼓励学生,一段时间后一定会有收获。”陈杰指导的一名本科生毕业论文获得湖北省优秀学士论文,一名研究生论文获得全国高等学校水利类专业优秀研究生学位论文。

  在刚刚起步的教书生涯里,陈杰开始体会到一种在海外不曾有过的快乐——潜心治学,立德树人,为祖国培育出一位又一位科研人才,“胜过一切科研成果”。

  2021年元旦,他召集5年来培养的“陈门弟子”在武汉聚会。“毕业的和在读的硕博研究生加起来近30位,坐了满满3桌”。

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