管曉丹 扎根西北搞科研

今年春，《創(chuàng)新：地球科學(xué)》（The Innovation Geoscience）發(fā)表了蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院黃建平院士團隊題為“Constructing semi-arid ecological barriers to prevent desertification”的論文。研究團隊證明了積極的區(qū)域性土地政策在減緩氣候變化影響方面具有巨大潛力，提出了構(gòu)建全球半干旱生態(tài)屏障和氣候治理體系的新理念。

此論文第一作者為中國青年科技工作者協(xié)會理事，蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院副院長、教授、博士生導(dǎo)師管曉丹。

今年是管曉丹來到蘭州大學(xué)第19年，也是她留在這里持續(xù)系統(tǒng)研究半干旱地區(qū)極端天氣、氣候變化的第19年。從故鄉(xiāng)東北南下江蘇求學(xué)，再從桃花流水草木蔥蘢的南京奔赴西北蘭州深造，并就此扎根，管曉丹致力于半干旱區(qū)極端天氣、氣候變化的系統(tǒng)研究和理論機制研究，參與了半干旱區(qū)區(qū)域觀測網(wǎng)建設(shè)，構(gòu)建了典型半干旱區(qū)極端事件的預(yù)測模型。

回望來時路，對科學(xué)的熱愛、堅韌的品格和使命責(zé)任，推動著這位年輕科學(xué)家探索前行。

瞄準(zhǔn)一個科研方向做深入做細致

管曉丹溫和、愛笑，說話輕聲細語，與人相處總是照顧對方的情緒，學(xué)生們“對管老師的第一印象是溫柔、漂亮”，但她的研究對象——半干旱區(qū)天氣、氣候卻有點“性格彪悍”。全球近41%的陸地為干旱半干旱地區(qū)，降水稀少、水資源匱乏、生態(tài)環(huán)境極其脆弱，對人類活動和全球氣候變化十分敏感。放眼全球，半干旱區(qū)大多數(shù)分布在貧窮落后的國家，經(jīng)濟發(fā)展落后，環(huán)境的脆弱性比較高，是可持續(xù)性發(fā)展關(guān)注的重點。

2005年，管曉丹考入蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，師從中國科學(xué)院院士，蘭州大學(xué)特聘教授、博士生導(dǎo)師黃建平攻讀碩士研究生。她在這里完成了從學(xué)生到科研工作者的身份轉(zhuǎn)換和思維轉(zhuǎn)換，她的半干旱地區(qū)氣候研究也從此開始。最初，管曉丹負責(zé)半干旱地區(qū)的土壤濕度數(shù)據(jù)整理分析。這是一項看起來簡單，實則要求很精細嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳌?/p>

與本科時直接使用已經(jīng)處理好的數(shù)據(jù)不同，進入碩士研究生階段，管曉丹需要自己對數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制。“數(shù)據(jù)很多，看上去足夠豐富，但這些數(shù)據(jù)是不能直接拿來使用的。首先要把有明顯問題的數(shù)據(jù)剔掉，其次要對缺測的數(shù)據(jù)進行補測，使數(shù)據(jù)整體連貫。”這些基礎(chǔ)科研方法，對于當(dāng)年的管曉丹來說都是考驗。

科研無止境，有時做100多張圖，可能只有五六張能用。最初，管曉丹幾乎每天都在挫折中度過，“緊張，頂著很大壓力，也曾一度懷疑自己”。好在導(dǎo)師不斷鼓勵她，團隊里的師哥師姐們也給予她很大的幫助，帶著她一起往前走。“我碩士期間有兩位導(dǎo)師，郭老師還專門叫我到家里吃飯，跟我談心，開導(dǎo)我，給我很大鼓舞。”直到博士研究生一年級快要讀完，第一篇英文論文發(fā)表后，管曉丹的自信心才逐漸建立起來。時隔十幾年，這篇論文成為管曉丹被引用率非常高的一篇文章。

土壤濕度長期變化特征是衡量氣候變化方向的重要標(biāo)志。但很長一段時間里，大多數(shù)氣候陸面模式對半干旱區(qū)土壤濕度的模擬結(jié)果都不理想，管曉丹繼續(xù)深耕于此，利用長期高精度觀測資料分析溫度和降水對土壤濕度長期變化趨勢的影響。她全面考慮對半干旱地區(qū)土壤濕度長期變化的影響因素；通過引入誤差訂正項，改進陸面模式中土壤濕度的參數(shù)化a891b94a19935b32c333c7fc24eed371方案，并在此基礎(chǔ)上，利用陸面模式進行半干旱區(qū)陸-氣相互作用的敏感性試驗，探討土壤濕度對區(qū)域氣候變化的影響。

科研歷程中，失敗遠多于成功，年輕的管曉丹也不例外。她也會在看到其他人成果比較豐富的時候心生羨慕，甚至動搖，“考慮自己要不要也換個時髦的、關(guān)注度高的領(lǐng)域”。她真的曾因此找到導(dǎo)師黃建平院士，黃老師的建議是，“如果你能完全兼顧，換也可以；但是大多數(shù)人很難兼顧，要從自身出發(fā)”。管曉丹想來想去，決定堅守老本行。蘭州大學(xué)青年研究員王閃閃還記得，2012年自己剛考上碩士研究生不久，剛剛進入課題組，從管曉丹身上感受到“強烈的拼勁”。如今，兩人同在大氣科學(xué)學(xué)院，“特別能拼”和“善于抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)而后快速進入課題著手去做”，是王閃閃敬佩管曉丹的地方。

慢慢地，心性更穩(wěn)了，管曉丹像一株生長在旱地的植物，不斷向下扎根，越來越深，根系越來越細密，一項項成果陸續(xù)推出。幾年不懈研究表明，干旱半干旱區(qū)是近100年來增溫最顯著地區(qū)，特別是北半球中高緯度地區(qū)冬季增溫是全球陸地年平均增溫的2-3倍。管曉丹關(guān)于半干旱地區(qū)顯著增溫現(xiàn)象的系統(tǒng)研究，促使她成長為“長江學(xué)者”。

2017年，管曉丹對半干旱地區(qū)氣候變化的研究進入第12年，她因“全球變化背景下半干旱陸氣機制研究”獲得國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年項目。“這個項目對我的支持很大，讓我把研究范圍從陸面過程擴展到海洋對內(nèi)陸、人類活動對氣候的影響，將整個半干旱地區(qū)氣候研究完整、系統(tǒng)地貫穿起來。”

全球陸地約41%的地區(qū)為干旱半干旱區(qū)，現(xiàn)代氣候變化中由于人類活動頻繁和氣候變暖等，加劇了干旱半干旱區(qū)出現(xiàn)土地退化和生態(tài)環(huán)境惡化的風(fēng)險。作為地球氣候系統(tǒng)的主要組成部分，海洋在干旱半干旱氣候變化過程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。兩年間，管曉丹研究組持續(xù)追蹤研究，最終發(fā)現(xiàn)，隨著干旱半干旱地區(qū)氣候變化的加劇，未來海洋活動對這些地區(qū)的影響將出現(xiàn)新的特征，主要體現(xiàn)在海洋活動的波動變化造成半干旱地區(qū)氣候變化的年代際振蕩，進一步導(dǎo)致半干旱地區(qū)干旱化的加劇及生態(tài)系統(tǒng)的惡化。2019年，這一成果在線發(fā)表于《地球科學(xué)》雜志。

近20年來，管曉丹主持和參與國家重大科研項目10項，已發(fā)表各類期刊論文89篇，包括SCI期刊論文65篇，其中封面論文4篇，發(fā)明專利1項，取得了一系列創(chuàng)新性研究成果并得到國內(nèi)外同行的普遍關(guān)注。

“以國家需求為己任”的信念，跨學(xué)科探索前沿課題

基于多年來從事干旱半干旱地區(qū)陸面過程及氣候變化形成機制的研究，在很多人眼中，“舒適圈”已經(jīng)形成，后面的路應(yīng)該輕松多了。管曉丹不這么想，相反，她總是主動“出擊”探索前沿課題。

管曉丹對此的解釋很簡單：熱愛使然，責(zé)任使然。

2021年10月，習(xí)近平總書記主持召開深入推動黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會并發(fā)表重要講話，強調(diào)要科學(xué)分析當(dāng)前黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展形勢，把握好推動黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的重大問題，咬定目標(biāo)、腳踏實地，埋頭苦干、久久為功，確保“十四五”時期黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展取得明顯成效，為黃河永遠造福中華民族而不懈奮斗。

看到這條新聞，管曉丹第一想法是：怎樣能把我們在全球氣候變化領(lǐng)域、半干旱地區(qū)氣候變化研究的成果，應(yīng)用到黃河流域生態(tài)保護中，真正“以國家需求為己任”，讓科研成果實實在在落地。

“以國家需求為己任”，這是中國科學(xué)院院士丑紀(jì)范給自己的博士生黃建平寫信時說的話。在這樣責(zé)任感和使命感的激勵下，2003年，在美國工作12年的黃建平放棄了國外的一切，回到大西北，擔(dān)任蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院首任院長，投身半干旱氣候變化研究。2005年，管曉丹考上碩士研究生后，成為黃建平團隊一名新成員。自這時起，“以國家需求為己任”的使命感扎根于一批批學(xué)生的科研追求中。

管曉丹還記得，剛進入課題組時，位于蘭州大學(xué)榆中校區(qū)萃英山頂、按照國際標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的“蘭州大學(xué)半干旱氣候與環(huán)境觀測站”建設(shè)正在收尾階段。那時，榆中校區(qū)剛剛建成，通往萃英山的公路尚未修好，新購置的觀測儀器只能用人力車沿小路一步步拖拽上去，“當(dāng)時很艱苦，經(jīng)費很少，都花在儀器上了。觀測站剛建成時，我們用的第一批數(shù)據(jù)，儀器在調(diào)試階段有時不穩(wěn)定，需要我們先做質(zhì)量控制，確認(rèn)數(shù)據(jù)無誤才能使用。有時反反復(fù)復(fù)幾次，才能拿到數(shù)據(jù)。”但一切都在向好的方向發(fā)展，而且干旱半干旱氣候變化是國家需要的研究方向，這讓管曉丹覺得，要堅定地做下去。

導(dǎo)師也是她的榜樣。“黃院士每天都好像不要命似的工作，我們也不好意思停下來。”管曉丹說，“當(dāng)學(xué)生時，有時處理數(shù)據(jù)工作做得晚了，夜里12點給老師發(fā)報告郵件，認(rèn)為自己工作到這么晚，第二天理所當(dāng)然地遲了一點去辦公室。結(jié)果上午九十點鐘到了辦公室，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)師的回復(fù)郵件凌晨四點半就回來了。”在每個人都拼搏的團隊里，管曉丹說自己不想，也不能掉隊。每當(dāng)她想要“偷懶”一會兒，看到隔壁辦公室里熱火朝天的氛圍，就默默地打消了這個念頭。

十幾年間，家國情懷早已深植于心。帶著這樣的信念，管曉丹投入到黃河流域區(qū)域大氣變化的研究中，先后就黃河流域城鎮(zhèn)化對地下水的影響、黃河流域水循環(huán)變化特征、全球氣候變化對黃河流域區(qū)域的影響等課題中，進行深入研究。管曉丹說：“極端天氣氣候與黃河流域經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，前面鋪墊的工作成果也已經(jīng)扎實、全面，因此我們希望為水土保持、退沙還林，阻止進一步荒漠化提供重要的科研理論支持。”

這些課題大多橫跨多個學(xué)科，需要聯(lián)合多學(xué)科學(xué)者、科研工作者共同完成，而且管曉丹和團隊也要在繁忙的本職工作之余，再擠出時間學(xué)習(xí)、了解相關(guān)學(xué)科的知識。她認(rèn)為，能為國家解決一點點的小問題，是令人自豪的事。曹陳宇碩士、博士研究生都是管曉丹的學(xué)生。導(dǎo)師的格局對他影響很大，“原來，我認(rèn)為我是學(xué)大氣的，只要把該方面研究做好就可以，但是管老師帶著我們做交叉學(xué)科的課題，讓我感受到綜合研究對于科學(xué)發(fā)展和社會經(jīng)濟發(fā)展更大的推動力。”

她也將“以國家需求為己任”的情懷深植于學(xué)院、團隊。現(xiàn)在，管曉丹現(xiàn)擔(dān)任大氣科學(xué)學(xué)院氣候?qū)W系教工黨支部書記，黨建引領(lǐng)、協(xié)同育人，將家國情懷融入科研工作，這項工作她始終放在第一位，做在最前面。

帶領(lǐng)團隊前沿探索，永不止步

回望來路，管曉丹笑稱自己與大氣科學(xué)專業(yè)的相遇有些偶然。2001年，她還在吉林通化讀高三，偶然間聽到同學(xué)講起搞氣象工作的親戚，每天“看云識天氣”，這讓原本就覺得風(fēng)云變幻、陰晴雨雪很奇妙的管曉丹心生好奇，高考后更是報考了南京信息工程大學(xué)，至此跨入大氣科學(xué)研究的門。

“本科學(xué)習(xí)的內(nèi)容很基礎(chǔ)，但我還是很有興趣。”2005年，管曉丹從南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院本科畢業(yè)后來到了蘭州大學(xué)。“好的環(huán)境能夠溫暖人、影響人、激勵人，”在黃建平院士團隊中一路成長至今，管曉丹對此有著切身體會。自己帶團隊后，她始終注重團隊科研氛圍營造、成員心理建設(shè)和團隊文化建設(shè)。

管曉丹會明確地告訴新同學(xué)進組之后的工作強度、難度以及研究方向和日常工作。除了教會學(xué)生自律，她在帶領(lǐng)學(xué)生進行科研探索時也會寬嚴(yán)相濟。在這樣“先自律后自由”的培養(yǎng)模式下，大多數(shù)進入管曉丹課題組的同學(xué)在研一時就能夠完成SCI英文論文的寫作，早早地“超額”達到畢業(yè)要求。

她重視學(xué)生的心理素養(yǎng)，希望他們走得更遠。曹陳宇在做一篇極端天氣檢測歸因的論文時遇到了困難。“結(jié)果總是不盡人意，我看了很多文獻，用了很多方法，花了兩三個禮拜時間，實在想不出來，甚至覺得自己是否適合搞科研……”最終，管曉丹幫他規(guī)劃了更合適的研究方法，也鼓勵他堅定自己的科研探索之路。

她強調(diào)團隊成員間互相幫帶，她對學(xué)生們說得最多的是“一屆帶一屆”，“科研往往需要團隊合作，有良好的團隊精神才能形成合力往前走。”

曹陳宇說，管曉丹對待科研的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和嚴(yán)格要求，從某種程度上塑造了今天的他。“如果我們需要一套數(shù)據(jù)去做研究，導(dǎo)師要求我們至少用五六套現(xiàn)有資料，從各個角度證明我們的研究是合理的。”這種嚴(yán)謹(jǐn)與嚴(yán)格，體現(xiàn)在科研工作的方方面面。管曉丹重視每周一次的組會，即使工作再忙也不會缺席。對于組會上同學(xué)匯報的內(nèi)容，大到科研方法，小到PPT的字體、字號、設(shè)計，她都要仔細修改。在她看來，能夠?qū)⒆约旱恼n題清晰、準(zhǔn)確地講出來，是科研工作者的基本素養(yǎng)。“剛進組時我的口才不好，做匯報很緊張，管老師就鼓勵我反復(fù)練習(xí)，并要求必須達到自由流暢的標(biāo)準(zhǔn)。”現(xiàn)在博士研究生畢業(yè)，曹陳宇當(dāng)眾講話早已從容自如。在管曉丹看來，能夠把自己的課題講清楚是科研工作者最基本的素養(yǎng)之一。

管曉丹覺得自己從來不是課題組、團隊里最聰明、領(lǐng)悟力最強的那個，但“東北姑娘性格中的堅持和不服輸”，讓她沿著最初設(shè)定的方向往前走，不停歇。這種精神，有時甚至?xí)绊憣W(xué)生的人生選擇。如今，碩士研究生一年級的馬婷婷，在大一基礎(chǔ)課《大氣科學(xué)導(dǎo)論》上第一次見到管曉丹，第一印象是幽默、漂亮。大二時，因為參加競賽，馬婷婷感受到管曉丹作為女科學(xué)家的精神和力量，也初嘗了科研工作帶來的成就感。“大三結(jié)束時，我找管老師長談了一次，明確了未來方向，下定決心考研，跟著她繼續(xù)搞科研。”

今年6月，習(xí)近平總書記在寧夏考察時強調(diào)，建設(shè)黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)，在中國式現(xiàn)代化建設(shè)中譜寫好寧夏篇章。管曉丹說，隨著人口增長和經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源需求的進一步增加，干旱半干旱區(qū)水資源問題、生態(tài)問題和民生問題等將會更加突出，影響也更加深遠。如何應(yīng)對和適應(yīng)未來全球變化背景下可能出現(xiàn)的這些嚴(yán)峻問題，提高水資源、生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟社會系統(tǒng)應(yīng)對氣候變化的能力，促進干旱半干旱區(qū)生態(tài)安全與經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，已成為國際社會關(guān)注的熱點，有諸多科學(xué)問題需要研究和回答。

剛剛閉幕的黨的二十屆三中全會部署深化教育綜合改革，提出“著眼拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)，建立科技發(fā)展、國家戰(zhàn)略需求牽引的學(xué)科調(diào)整機制和人才培養(yǎng)模式。”國家需求是科研的第一驅(qū)動力，作為一名人民教師和科研工作者，她表示，將繼續(xù)踐行以國家需求為導(dǎo)向，以科學(xué)研究為手段，以培養(yǎng)一流人才為目標(biāo)的系統(tǒng)工作，持續(xù)不斷地提升自身的教學(xué)科研能力，培養(yǎng)攻堅克難的品格，全心全意投入國家教育和科研發(fā)展事業(yè)。

關(guān)于未來，管曉丹的目標(biāo)，是帶領(lǐng)團隊做出更多站得住腳的國際前沿性成果，為國家需要作出貢獻，為全球氣候與生態(tài)研究貢獻中國智慧與力量。

責(zé)任編輯 陳晰