他打开了水与人类的,一个个“盲盒”
2022-03-22


水是生命之源

秋鸿校友是站在源头

观察人类活动的人


极端降水、高温热浪……

自然灾害背后

人类究竟扮演怎样的角色?

如何在洪涝等灾害中保护人类?


今天是第三十届“世界水日”

3月22-28日是

第三十五届“中国水周”

主题为“推进地下水超采综合治理

复苏河湖生态环境”


今天让我们走汤秋鸿校友

了解他是如何

“萍水相逢”“知水善用”

20多年来又是如何打开了

水与人类之间的

一个又一个“盲盒”


“我喜欢挑战”


1997年

还在读高二的汤秋鸿

抱着试一试的心态

参加了当年高考

并填报了清华大学

由于没想到能考上

他便委托别人帮忙选了专业——水利


得知考上

汤秋鸿惊喜之余又有些纠结

因为对所报专业不够了解

心里“没底”


“去!”短暂犹豫后

喜欢挑战的汤秋鸿决定试一试

就这样,他走进了

清华大学水利水电工程系

并响应国家重大需求

三峡大坝等水利工程建设中

得到了历练



时代的发展

催生了新的科学需求

水利工程在发挥重要作用的同时

也面临水资源过度开发

导致河流湖泊干涸等生态环境问题

水文水资源研究

逐渐成为国家新的重大需求


做水利工程师

还是做科研解决新问题?

临近大学毕业

不少同学选择了前者

虽然汤秋鸿想选择科研

但并不确定自己是否真的适合


“我喜欢挑战

凡事喜欢试一试”

这一次

他的挑战和尝试彻底将人生

带向了科研的道路


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在实验室河流模拟系统调整测,右1为汤秋鸿


有一次

汤秋鸿前往塔里木河考察

发现塔里木河有严重的

径流散耗现象

越到下游,河水越少

直至下游断流

仔细研究后

他们找到了造成塔里木河

下游断流的“真凶”——

上游农田灌溉过度扩建

导致的过度引水

这项研究也为汤秋鸿日后

将人类活动引入水文模拟研究

奠定了重要基础


汤秋鸿回忆

起初自己也会被

编程等技术分析上的工作难住

但随着难题的攻克

他慢慢产生了更多兴趣

并开始享受科研的过程


随后

汤秋鸿又前往日本东京大学

攻读博士学位

当时国际上

对自然环境变化的水文响应研究较多

系统考虑人类活动影响的研究则很少


为了更全面深入地了解

陆地水循环及水资源演变

他开始将人类用水活动

引入陆面水文模型

并在回国后将该成果

发展成全球尺度分布式

生物圈水文模型DBH

该模型既考虑了自然因素

对陆地水循环

在全球尺度下的影响过程

又考虑了人类用水活动等

在区域尺度下的重要过程


DBH模型还作为

跨部门影响模型

比较国际计划中

来自中国的代表模型

为联合国政府间气候变化专门委员会

评估报告

提供了气候变化影响评估结果

被国际学术界广泛使用



回国是初心也是诺言


在外留学期间

汤秋鸿对知识更感渴望

日本有高性能计算集群

而很多水文模拟的核心技术源自美国


为了学习更前沿的科学技术

2006年汤秋鸿在博士毕业后

前往美国华盛顿大学

从事博士后研究

探索了基于遥感信息的水情监测

及季节预报技术

该技术应用于美国西部的旱情

和水资源监测预报


看着自己的研究成果得以应用

汤秋鸿却没有太大的成就感

“如果这些科技成果

能服务自己的国家

我觉得更有价值、更有成就感”

在外深造的这些年

汤秋鸿时常思考回国事宜

“我出国的目的很简单

就是去学习先进的科学技术

学成之后肯定是要回来服务国家的”

2010年

他回国加入中科院地理资源所

希望将所学献给祖国的科学事业



“必须有所创新”


暴雨、洪涝、干旱……

人们一直在与灾害赛跑

为了打通洪旱灾害防范的

“最后一公里”

汤秋鸿带领团队开展全球变化影响下

水安全风险预估与应对的研究


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汤秋鸿(左2)与团队考察柬埔寨境内最大水电工程——华能桑河二级水电站运行情况


其中

针对我国洪涝灾害

汤秋鸿团队研发了

全国范围高精细

(空间分辨率500米

时间分辨率30分钟)

洪水风险实时监测预报平台

该平台可以逐日监测城市内

涝和农田涝高风险重点区域

现应用于

应急管理部国家减灾中心


在相关研究基础上

汤秋鸿主持编制了

《中国气候变化下的环境风险地图集》

该书入选施普林格·自然首颁的

“中国新发展奖”


汤秋鸿指出

全球变化水文学是一个

新兴的交叉学科

陆地水循环除了受

人类用水活动等因素的影响

还受大尺度环境变化的影响

但目前综合集成自然和人为因素影响的

研究还不够深入


汤秋鸿说

最难的并非研发模型本身

而是搞清楚水循环与地球系统其他过程

复杂相互作用机制和机理

好比造车

首先要知道每个零部件的作用

才能开始组装

为此,他带领团队开展了

多学科综合集成实验和试验

揭示了陆地水循环系统演变的

主要驱动机制

构建了陆地水循环系统演变的

数值模拟工具


“我们希望将水循环变化背后的

机理都‘搬’进计算机中

把真实地球水循环

在超级计算机里数字化重现

科学预测全球水系统演变


近年来

汤秋鸿不断挑战自己

拓展全球变化水文学

在他看来

靠一个不变的模型开展批量重复科研

是可怕的科研舒适区

只有时刻保持创造力和好奇心

才能探寻更多科学未知


在这方面

汤秋鸿对学生有一样的要求

在具体研究上

他会给予学生充分的自由和空间

但前提是必须有所创新

科研必须要创新才有价值

不能只是简单地把别人的东西

拿过来重复一遍”

在这样的学术氛围中

汤秋鸿团队成了一支

具有创新活力的

全球变化水文学研究队伍


“我们将面向国家重大需求

推进水科学发展

支撑国家水安全保障和水资源

可持续利用”



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汤秋鸿,现任中国科学院地理科学与资源研究所研究员。1997-2001年就读于清华大学水利系,获学士学位;2001-2003年就读于清华大学水文水资源研究所,获硕士学位;2006年于东京大学获博士学位。2006-2010年在华盛顿大学(西雅图)从事水文学相关研究。目前担任中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室主任,任Wiley Interdisciplinary Reviews: Water、 Journal of Hydrometeorology、《地理学报》、《中国科学:地球科学》、Remote Sensing 等学术期刊编委。长期从事水文学与水资源研究,主要研究方向包括陆面水文模型、水文监测预报、遥感水循环、全球变化与环境风险等。