汪名懷:靠天吃飯的“碼農”

2020-01-09 11:04:31 來源: 中國科技網-科技日報 作者: 金鳳
汪名懷,南京大學,

汪名懷供圖

傍晚,在南京大學仙林校區,你常能看到一個斯斯文文、戴著黑框眼鏡的的中年人,在校園的樹林中慢跑。

那很可能是汪名懷,夜跑是這位南京大學大氣科學學院教授、博士生導師多年的習慣。

這位與氣溶膠、云和氣候打了半輩子交道的人,喜歡在跑步時思考科研難題。

“氣溶膠是懸浮在大氣中的固體或液體微粒,PM2.5就是一種氣溶膠。我的工作就是,通過寫代碼、建模,來模擬氣溶膠、云和氣候相互作用的過程,為大氣污染防治提供參考?!蓖裘麘研ρ?,其實自己就是個靠天吃飯的“碼農”。

24年前,汪名懷高考時誤打誤撞考入南京大學大氣科學系,大三時決定考研,直到讀研后才體會到科研的樂趣,從此便一發不可收拾。

前不久,2019年度國家杰出青年科學基金資助項目評定結果正式公布,汪名懷的研究課題“氣溶膠、云和氣候相互作用”位列其中。

“科研就像馬拉松,拼的是耐力,我只不過花了很多時間做好一件事而已?!蓖裘麘颜f。

誤打誤撞走進大氣科學領域

1976年,汪名懷出生于安徽省安慶市桐城縣的一戶農家。小時候,他常鉆到田里割稻子、插秧。彼時的汪名懷雖然年幼,但他深知“知識改變命運”的道理。

上世紀七八十年代,陳景潤和他的哥德巴赫猜想轟動世界,也讓這個身處小縣城的少年“萌生了做研究的想法”。數學成績一直不錯的汪名懷,被初中班主任帶著四處參加數學競賽,心里想著“如果將來能做個數學家就好了”。

汪名懷將好成績保持到了1995年的高考,填報志愿時,他選擇了南京大學,誤打誤撞考進了該校的大氣科學系。4年后,他考入北京大學大氣科學系,攻讀碩士學位。

汪名懷坦言,自己對大氣科學并非“一見鐘情”?!霸疚乙詾檫@個專業就是研究天氣預報的,但讀研后,我開始對這個專業有了更深的理解?!彼f。

讀博前,求學之路一帆風順的汪名懷,在美國密歇根大學攻讀博士學位時,遇到了前所未有的挑戰?!拔业牟┦繉熞话悴粫o我提供具體的研究課題,只給我一個大致的研究方向。當時的我,有點像飄在大海上的船,沒有燈塔,不知該去向何方?!彼貞浀?。

此后,汪名懷花了3年時間,建立了可用于研究污染物和天氣氣候相互作用的氣溶膠—氣候模式。他本以為以此寫論文就能順利畢業了,但導師的回復卻是:只有模式是不行的,一篇合格的博士論文中要有新的科學知識。

碰壁后的汪名懷,頂住巨大壓力,開始閉關讀文獻、找靈感。就在最焦灼的時候,2008年,汪名懷的大兒子誕生了。

那時的汪名懷,常要一邊寫代碼、建模,一邊給孩子換尿布、哄孩子睡覺,還承受著畢業求職壓力,“一時間心力交瘁”。

不過,汪名懷的努力沒有白費。在此前3年工作的基礎上,他在兩個研究方向上都取得了突破,最終在博士論文中細致分析了氣溶膠新粒子的生成過程對云凝結核和云輻射效應的影響,以及氣溶膠對冰云形成的影響。汪名懷的導師贊嘆道:“你這相當于寫了兩篇博士論文,拿了兩個博士學位?!?/p>

“我當時唯一能做的,就是專注、堅持?!辈稍L中,汪名懷不止一次提到這兩個詞。

開發新模式 讓觀測更精細

博士畢業后,在妻子的支持下,2014年汪名懷回到母校南京大學任教。

如今,氣溶膠、云和氣候是如何相互作用的,成了汪名懷主要研究的課題。為了弄清它們的變化過程,他需要用建模的方法來完成研究工作。

但對于氣候變化研究來說,傳統的建模方法難以同時考慮小范圍天氣過程和大尺度大氣環流的相互作用。為補足短板,汪名懷歷經多年,研發出了嵌套更精細的二維云解析模式的全球多尺度模式。

“以前的全球模式,只能粗略地模擬100公里尺度上氣溶膠和云的相互作用,現在的全球多尺度模式,可精細模擬1公里尺度上氣溶膠和云的相互作用,包括氣溶膠的數量、大小等?!蓖裘麘蜒a充道,這好比以前只能觀測到一座城市的氣候,但現在可以觀測到該城市小區的氣候了。

這一全球多尺度模式,已被國際主流地球系統模式CESM2.0所采納,可為國內外科研機構研究氣候變化提供技術支撐。

建立新模式的過程,并非一帆風順。多尺度模式建立初期,汪名懷發現,新模式中極地區域氣溶膠的量,比傳統模式高兩個數量級。為弄清原因,他花了3個月時間反復核對代碼,卻依舊未發現問題。

之后,汪名懷換了種思路,用觀測到的氣溶膠數據去直接驗證,結果問題迎刃而解?!斑@讓我意識到,必須重視觀測數據,要學會通過觀測數據來驗證和完善模式?!彼f。

基于這一認識,在研究中,汪名懷重視引入新的觀測技術,這讓他探究出了更多的科學奧秘。

2019年1月,汪名懷和以色列、美國、德國及國內的學者共同在《科學》雜志發表了一篇文章。該文介紹了這支國際團隊借助衛星觀測技術,發現氣溶膠導致云區覆蓋范圍壙大,并且氣溶膠的冷卻效應比此前預計得要更強。

鼓勵合作也重視個人價值

在科研路上行走多年的汪名懷,時常會回想起自己的初中班主任?!翱梢哉f,他是為我打開未來之門的人。當年,是他帶著我參加比賽,給我講解美術畫,教給我做人的道理?!蓖裘麘颜f。

如今,汪名懷也想做“打開未來之門的人”,讓每位學生走好他們的科研路。

汪名懷的學生們,共享著一個名為“share(分享)”的文件夾。

“每個人畢業離開時,都會把自己寫出的代碼留下來,供后面的師弟、師妹們參考、使用。我們組里有一位大師兄,留下了不少PPT,我從中學到了不少東西?!蓖裘麘训膶W生、去年到國外讀博的張海鵬說,畢業前“把自己的成果留下”,這個不成文的規矩,是汪名懷定下的。

自己編寫的程序和代碼無償共享給大家,不擔心勞動成果流失嗎?

“不會啊,如果有寫好的代碼,我就不用再花時間去了解數據結構了,可以直接參考前人的代碼,去解決自己的學術問題,這樣科研進度會快很多?!蹦贤ù髮W智能信息技術研究中心副研究員白鶴鳴曾是汪名懷的博士生,在他看來,汪名懷此舉是鼓勵大家大膽合作、善于分享。

鼓勵合作的同時,汪名懷也十分尊重每個學生的科研成果。

白鶴鳴曾接續一位師弟的論文初稿做課題,在研究過程中,白鶴鳴不斷豐富研究數據并改進研究方法,相比師弟,白鶴鳴對這項研究作出了更大的貢獻。汪名懷獲悉此事后,主動與初稿作者溝通,經同意后,將白鶴鳴的署名從第二作者提前到第一作者。

談及此事,白鶴鳴至今十分感動。

感動學生的事,汪名懷還做過很多。

去年,張海鵬申請去海外高校讀博,但該所海外學校的招生委員會,因張海鵬的托??荚嚦煽儾焕硐?,質疑其英語水平。

得知此事后,汪名懷將張海鵬曾經用英語寫成的論文初稿發給對方,以證明他的語言能力。同時,汪名懷還為其精心寫了一篇推薦信?!皠e的老師看到推薦信后都說,汪老師給我寫的推薦信是他們見過寫得最好的?!睆埡yi說。

“帶學生的成就感不亞于做科研,二三十年以后,你做出的科研成果或許未必有人能完全理解,但你對學生們的付出卻是實實在在的?!蓖裘麘迅锌?。

人物檔案

汪名懷,生于1976年,安徽省安慶市桐城人,系南京大學大氣科學學院教授、博士生導師,同時擔任大氣科學學院院長助理及大氣與地球系統科學國際合作聯合實驗室主任,主要從事氣溶膠、云和氣候相互作用的模擬和觀測工作。

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責任編輯:何沛蓯
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