陳思宇與團(tuán)隊(duì)在觀測站采集數(shù)據(jù)（受訪者供圖）

干燥、病菌、死亡，這與沙塵有關(guān)。

降水、營養(yǎng)、生命，這也與沙塵有關(guān)。

在許多人的印象中，沙塵總關(guān)聯(lián)著空氣污染，但在青年科技工作者陳思宇的認(rèn)知里，沙塵是氣候系統(tǒng)里的重要組成。

在空氣中隨處可翻起的沙塵，作為大氣氣溶膠的重要組成，環(huán)繞在地表之上，成為吸收大氣輻射、冷卻地表的“陽傘”。升至空中，它會(huì)成為云的凝結(jié)核，影響降水量。而沉降到陸地或海洋中，它也能為一地帶來天然的肥料。

可以說，沙塵在空氣中的循環(huán)，正是地球的體表在呼吸。陳思宇的研究，便是要破譯沙塵在這場旅行中，如何與地球多圈層發(fā)生互動(dòng)。

如今，觀察沙塵旅程近20年的她，正在數(shù)字世界里搭建著一個(gè)摹擬現(xiàn)實(shí)的沙塵模型。她耐心地細(xì)化著模型的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，在這一過程中，自然和人為活動(dòng)，如何通過沙塵作用于氣候系統(tǒng)，逐漸變得清晰。

2024年3月，蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院教授陳思宇，獲得第十九屆中國青年女科學(xué)家獎(jiǎng)。采訪中，她幾乎不提自己獲得的榮譽(yù)。談?wù)撈饌€(gè)人時(shí)，陳思宇似乎變成了一粒沙塵。她更愿意將自己的探索匯入一條科研的河流，無數(shù)人投身于此，一點(diǎn)點(diǎn)建起我們理解世界的脈絡(luò)。

復(fù)雜系統(tǒng)的沙塵

四周是一片沉默的黃沙。偶爾碰到的羊群，對(duì)于在塔克拉瑪干沙漠里跋涉多日的野外試驗(yàn)工作者來說，也是一份特別的幸運(yùn)。

孤獨(dú)，是深入野外的大氣科學(xué)家們面臨的第一課。

第一次進(jìn)野外科考時(shí)，迎接陳思宇所在大部隊(duì)的，是兩名提前一個(gè)月進(jìn)野外搜集數(shù)據(jù)的師兄。終日不見旁人，兩名師兄已在觀測時(shí)彼此聊盡了人生。語言成為不常用的工具，及至大部隊(duì)與他們會(huì)合時(shí)，他們連話都說不太通順。

那是2008年。在外部環(huán)境一片熱鬧之時(shí)，陳思宇記得的，是黃沙中無盡的孤獨(dú)?；哪型ㄐ判盘?hào)差，沉默的觀測中，人們聽見最多的，是黃沙在風(fēng)中講述自己的故事。

歷史上的沙塵，并不是生命的終結(jié)者，反而是孕育陸地生命的源頭。

在沙漠中央，空氣在熱力下抖出波紋狀，總被幻視成水分的流逝。人行走在其中，連發(fā)絲都覺得缺水。然而正是這份干燥，讓地表產(chǎn)生出松散的沙塵顆粒，隨風(fēng)為下游區(qū)域帶來了能培育生命的土地。

260萬年前，在地殼運(yùn)動(dòng)中持續(xù)抬升形成的青藏高原，改變了亞洲大陸的地理形態(tài)，為亞洲大陸帶來了現(xiàn)代的季風(fēng)系統(tǒng)。聳立的喜馬拉雅山脈，阻擋了印度洋吹來的水汽，讓原本便遠(yuǎn)離海洋的亞洲內(nèi)陸愈加干旱少雨。

在季風(fēng)的吹刮下，亞洲內(nèi)陸的地表沉積物逐漸被風(fēng)化、剝蝕，變成大量干燥松散的沙礫。這些沙礫在碰撞中變得更為細(xì)碎，被地表的風(fēng)吹揚(yáng)起來，隨西風(fēng)一路吹入中原。粉塵落到地面，積累而成中國農(nóng)業(yè)文明的基礎(chǔ)—黃土。

可以說，在西風(fēng)帶上吹拂千百萬年的沙塵，是促成文明誕生的機(jī)緣之一。黃土的主要成分與沙塵一致，均是二氧化硅。這一穩(wěn)定的化合物讓土壤顆粒內(nèi)部存在大量縫隙，這也為生物所需的礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)提供了儲(chǔ)存空間。

由此，植物得以在這肥沃的土地上迅速生長，黃土地上的人類祖先，逐漸發(fā)展出耕種的技藝。物質(zhì)來源的穩(wěn)定，讓文明在此萌生與延續(xù)。

但夾雜在風(fēng)里一路旅行的沙塵，來源龐雜，途經(jīng)地區(qū)的濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等因素，均會(huì)影響其走向。它的來處與去處，盡管與文明的誕生息息相關(guān)，卻仍是一個(gè)難以被準(zhǔn)確把握的謎團(tuán)。

古人用“捕風(fēng)捉影”一詞，形容不可能之事。而陳思宇所研究的，正是要通過捕捉沙石等物質(zhì)世界的碎屑，描繪出其隨風(fēng)旅行的痕跡。

在她進(jìn)入導(dǎo)師黃建平的團(tuán)隊(duì)時(shí)，黃教授的團(tuán)隊(duì)已在我國西北干旱半干旱區(qū)的氣候與環(huán)境觀測領(lǐng)域進(jìn)行了數(shù)十年的積累。東亞沙塵的兩大源頭，塔克拉瑪干沙漠和戈壁沙漠，已化作密密麻麻的數(shù)據(jù)，被描摹在研究員們的計(jì)算機(jī)里。

但比數(shù)據(jù)更接近真實(shí)的，是背后隱藏的規(guī)律。

大氣科學(xué)需要處理的數(shù)據(jù)，往往是海量。在沒有計(jì)算機(jī)的時(shí)代，人們?cè)度肷习偬?hào)人，花數(shù)月的時(shí)間計(jì)算特定某日的天氣預(yù)報(bào)，但仍難成功。在接近規(guī)律之前，科學(xué)研究需要無數(shù)次類似的實(shí)驗(yàn)。這在現(xiàn)實(shí)的尺度上難以實(shí)現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)想到，用計(jì)算機(jī)建立一個(gè)沙塵模型，將觀測而來的數(shù)據(jù)導(dǎo)入其中，模擬一個(gè)人造的數(shù)字環(huán)境。

初入課題組的陳思宇接過了這個(gè)任務(wù)?！吧硥m在局地產(chǎn)生，但它的影響是作用于全球的。像北非的沙塵，可以繞球輸送，并在輸送過程中通過改變輻射來改變空氣環(huán)流，進(jìn)而影響北美和印度的降水?！?/span>

沒人能完整看到沙塵在這么大范圍內(nèi)的旅程，甚至在當(dāng)時(shí)，連蘭州每年的沙塵來源，都難以得到清晰與全面的解釋。通過模型，人們希望沙塵旅行的規(guī)律，將會(huì)變得更為直觀。

為何前進(jìn)

接手沙塵數(shù)值模型建設(shè)時(shí)，陳思宇更多是跟著團(tuán)隊(duì)的研究需要走。和直面自然的觀測相比，她對(duì)坐在計(jì)算機(jī)前整理數(shù)據(jù)談不上有太多喜愛。

理論世界的神秘之處在于，這條橫亙?cè)诒硐笾系囊?guī)律，人類只能無限接近，而難以完全掌握，但反而讓投身其中的人，更著迷于每一寸向前的可能。

根據(jù)前人估算，每年，東亞地區(qū)約有6億噸沙塵被吹至空中，其中20%被傳輸?shù)轿覈鴥?nèi)陸，50%向東走得更遠(yuǎn)，一路被傳輸至韓國、日本、太平洋地區(qū)，最遠(yuǎn)甚至抵達(dá)格陵蘭島。每年春夏，隨著西風(fēng)增強(qiáng)，沙塵天氣總會(huì)如期造訪我國北部。研究沙塵氣溶膠的釋放、傳輸及其與天氣氣候相互反饋，對(duì)提高沙塵災(zāi)害精細(xì)化預(yù)報(bào)，預(yù)防沙塵天氣引發(fā)的次生災(zāi)害，最大限度降低人類生命財(cái)產(chǎn)損失至關(guān)重要。

早期，由于觀測方便及起沙量大，位于南疆的塔克拉瑪干沙漠，是重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。轉(zhuǎn)向數(shù)值研究后，陳思宇將海量觀測數(shù)據(jù)放入數(shù)值模型，進(jìn)行東亞地區(qū)沙塵的起沙和傳輸路徑模擬。但在逐個(gè)輸入沙源數(shù)據(jù)時(shí)，陳思宇發(fā)現(xiàn)，塔克拉瑪干沙漠的傳輸量，與東亞沙塵的傳輸量之間有較大出入。

“沙塵的釋放是一個(gè)復(fù)雜過程，不是風(fēng)一吹它就走了，它受各種地形條件及氣象條件的制約?！蓖ㄟ^模擬，陳思宇發(fā)現(xiàn)，盡管塔克拉瑪干沙漠是東亞地區(qū)起沙能力最強(qiáng)的沙源，但在三山環(huán)繞的盆地之處，塔克拉瑪干沙漠的傳輸能力并不強(qiáng)。

由于其近地面以東風(fēng)為主，且沙漠上空風(fēng)速較小，2007—2011年的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)顯示，在起沙強(qiáng)烈的春夏兩季，塔克拉瑪干沙漠的沙塵在被風(fēng)吹起后，實(shí)際向外傳輸量僅占三成。

對(duì)東亞沙塵傳輸貢獻(xiàn)最大的，是處于蒙古高原地區(qū)的戈壁沙漠。在模型模擬和遙感觀測數(shù)據(jù)的擬合下，陳思宇發(fā)現(xiàn)，戈壁沙漠雖起沙量弱于塔克拉瑪干沙漠，但由于其地勢較高，在頻繁的西風(fēng)影響下，戈壁的沙塵總是高高揚(yáng)起，隨后趁著猛烈的西風(fēng)，遠(yuǎn)距離輸送到東亞各地。簡單來說，在地形與氣候的便利下，戈壁的沙塵更容易向外旅行。

2017年，陳思宇團(tuán)隊(duì)發(fā)表了這一基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，首次詳細(xì)比對(duì)了東亞兩大沙塵源的釋放、傳輸和沉降過程，并解釋了其原因。這一分析，在后續(xù)2021年及2023年數(shù)次大型沙塵天氣中，均得到了觀測驗(yàn)證。

在科研路上行走漸遠(yuǎn)，陳思宇也逐漸意識(shí)到，擁有對(duì)現(xiàn)象的解釋力不僅關(guān)乎科研能力，也與話語權(quán)相關(guān)。

2021年3月，一場沙塵暴席卷我國北部，NASA官網(wǎng)有文章分析，這場強(qiáng)沙塵天氣可能源于中國西北。“當(dāng)時(shí)，國際上許多觀點(diǎn)會(huì)基于塔克拉瑪干沙漠的釋放量大，不經(jīng)考證地判斷沙源主要來源于我國，這是不對(duì)的?！标愃加畋硎?，通過數(shù)值模擬分析和圖像判斷，有證據(jù)證明這場沙塵主要來源于蒙古跨境輸送。

隨著國內(nèi)防治荒漠化的工作有所進(jìn)展，國內(nèi)部分沙塵源已得到控制，外來沙塵源的影響正逐漸凸顯?！白鳛橐幻袊拇髿饪萍脊ぷ髡撸覀冇胸?zé)任通過自己的研究糾正國際上對(duì)我國氣候和環(huán)境問題的錯(cuò)誤判斷。”

這并非出于指責(zé)。在科研人員看來，沙塵無國界。只有解釋更貼近現(xiàn)實(shí)，才能以更有效的方式理解與治理。

隨著模型精度的進(jìn)一步調(diào)整，陳思宇團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，不僅境外沙塵對(duì)我國環(huán)境影響的占比上升，非自然源的人為沙源，也成為了城市地區(qū)重要的沙塵來源。基于此，在研究了近8年自然沙塵的數(shù)值模擬后，陳思宇選擇轉(zhuǎn)向，扎進(jìn)了來源更復(fù)雜、理論基礎(chǔ)更少的人為沙塵數(shù)值模擬研究。

無論是增加觀測戈壁沙漠的數(shù)據(jù)，還是補(bǔ)充細(xì)化人為沙源來源，這份不斷打磨模型的工作，幾乎沒有結(jié)束的一天。但驅(qū)使陳思宇走下去的原因越來越多。興趣和責(zé)任，均讓她難以停下腳步。

“科學(xué)探索是一場永無止境的探索之旅。已有知識(shí)之外仍是一片廣袤的未知領(lǐng)域，不僅令人敬畏，也充滿了人類試圖理解大自然運(yùn)作方式的渴望?！痹诿饕?guī)律的過程中，失敗與困難如此平常，以至于她想不起來是否有哪一次比較特別。但向前的信念，讓她甚少懷疑意義?！懊恳淮问?，我們都在離成功更近一點(diǎn)?！?/span>

陳思宇在甘肅臨夏廣河第四中學(xué)做科普教育時(shí)的合照（受訪者供圖）

眾行者遠(yuǎn)

如沙塵自有軌跡一般，從一名科研工作者身上向后望去，往往也能看見一條精神的脈絡(luò)，在她身后延續(xù)。

帶領(lǐng)陳思宇入門的導(dǎo)師黃建平教授，常提的一句話是：“西部的事情，如果西部的科研工作者都不研究，誰來研究？”我國西北高原毗鄰兩大沙源區(qū)，地處氣候敏感的半干旱地帶，是一個(gè)絕佳的深入研究氣候變化與環(huán)境問題的場所。但由于遠(yuǎn)離經(jīng)濟(jì)與文化中心，在相當(dāng)長一段時(shí)期內(nèi)，這片土地上的氣象觀測數(shù)據(jù)與研究都處于稀缺狀態(tài)。

2003年，在國外工作十年有余的黃建平在其博士生導(dǎo)師丑紀(jì)范的感召下，回國任蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院首任院長?；貒?，黃建平為NASA朗利研究中心高級(jí)研究員，與原單位相比，當(dāng)時(shí)的蘭州大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院正處草創(chuàng)階段，且亟待發(fā)展相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施。

彼時(shí)，美國已有先進(jìn)的超級(jí)氣象觀測站。黃建平回國后，決定在蘭州這一半干旱區(qū)亦建立一座具有國際水準(zhǔn)的觀測站—SACOL，點(diǎn)位定于蘭州大學(xué)校內(nèi)海拔1961米的萃英山上。有了一手的數(shù)據(jù)支撐，此后的研究才有基礎(chǔ)。

建站時(shí)，萃英山尚未修路，經(jīng)費(fèi)與人手均短缺，這座觀測站幾乎是工作人員和同學(xué)用木板和繩子捆著儀器，一點(diǎn)點(diǎn)步行將其“搬運(yùn)”上山的。及至觀測站修好，由于上下山麻煩，駐站觀測的研究員往往在山上一待便是一個(gè)多月。陳思宇上山給他們送物資時(shí)，研究員端來了一盆黃瓜炒菜作午飯招待，這黃瓜被人特意去了芯。她原本以為是研究員講究，吃到口中才發(fā)覺，黃瓜已經(jīng)放得纖維化，若非去芯，已難以下咽。

團(tuán)隊(duì)里的人甚少提及辛苦，只是一次次重回觀測現(xiàn)場，密實(shí)地記錄數(shù)據(jù)。SACOL觀測站的數(shù)據(jù)，填補(bǔ)了我國西北地區(qū)氣溶膠、云、降水、陸氣相互作用等長期連續(xù)綜合集成觀測的空白，并為后續(xù)進(jìn)一步揭示東亞氣溶膠傳輸路徑等研究，提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

在剛步入科研現(xiàn)場時(shí)，陳思宇望著總是灰頭土臉想洗澡的前輩們，也曾不解：是什么值得他們樂此不疲？但真正走入這一捉摸不定的領(lǐng)域后，解謎的樂趣，也讓她不愿再多談辛苦?！霸诘玫揭恍┱滟F的數(shù)據(jù)或發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律時(shí)，它們帶給你的興奮感是遠(yuǎn)超困難的。”

她希望將這種興奮延續(xù)下去。如今，陳思宇不僅是一名科研工作者，也是一名大學(xué)教授。她深知，科學(xué)研究依靠的不僅是塔尖的少部分天才，更需要無數(shù)熱愛科研的人，在各自的位置一點(diǎn)點(diǎn)筑起基石。

但執(zhí)教以來，一個(gè)困惑逐漸縈繞在她內(nèi)心。她發(fā)現(xiàn)，中學(xué)與大學(xué)教育之間似乎仍存在知識(shí)區(qū)隔，大氣科學(xué)的課堂上，許多學(xué)生是調(diào)劑而來，對(duì)這門專業(yè)的認(rèn)知和想象都很少。

這一感受，在今年一次走入中學(xué)的科普活動(dòng)中，得到了確認(rèn)。在臨夏廣河第四中學(xué)，陳思宇發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對(duì)未來職業(yè)的想象仍與20多年前她讀中學(xué)時(shí)的想象相似，常見的醫(yī)生、老師、律師等職業(yè)頻現(xiàn)于學(xué)生們口中，但對(duì)于其他職業(yè)和專業(yè)，學(xué)生們知之甚少?？茖W(xué)停留在應(yīng)試范疇，不少學(xué)生表露出對(duì)學(xué)習(xí)的迷茫。

曾經(jīng)歷過科研樂趣發(fā)掘期的陳思宇知道，這源于學(xué)生們未曾有機(jī)會(huì)碰觸科學(xué)研究的大門。其實(shí)，身處這片干燥的土地，對(duì)沙塵的認(rèn)知與感情，早已融入學(xué)生的日常經(jīng)驗(yàn)，即使陳思宇的課堂結(jié)束，仍有不少學(xué)生圍著她，詢問沙塵的旅行的相關(guān)問題。

面對(duì)這些求知的學(xué)生，陳思宇隱隱覺得后悔，為自己沒有更早地出現(xiàn)在中學(xué)課堂里，讓更多學(xué)生了解知識(shí)的樂趣。

和許多當(dāng)代科學(xué)家不同，陳思宇的求學(xué)路徑幾乎一直圍繞著家鄉(xiāng)蘭州。生于斯也學(xué)于斯，她更清晰地感受到，處于發(fā)展階段的西部，不僅要向外吸引人才，更需要培養(yǎng)本地的人才，讓西部不再成為一個(gè)科研上的“邊緣”?！拔鞑康拿娣e很大，也需要很多人力來做貢獻(xiàn)?！?/span>

她將自己的科學(xué)啟蒙歸結(jié)于幸運(yùn)。中學(xué)時(shí)期，陳思宇所在的班級(jí)有一位對(duì)天氣現(xiàn)象飽含熱情的物理老師，在他的啟蒙之下，班上大多數(shù)學(xué)生開始感興趣于身邊的自然現(xiàn)象，陳思宇也在他的引導(dǎo)下，關(guān)注起身邊的沙塵氣候。

但如今，她深知更廣泛的科普工作不能依靠“幸運(yùn)”，在貿(mào)然地作出選擇之前，學(xué)生們應(yīng)當(dāng)有更多機(jī)會(huì)了解自己未來的道路?！翱破帐莻€(gè)系統(tǒng)工程，它應(yīng)讓大家理解自然科學(xué)的本質(zhì)，希望在同學(xué)們未來的人生選擇中增添這一選項(xiàng)?！?/span>

在氣候變化和治理成效的影響下，吸睛的沙塵暴正在逐漸淡出公眾視線，但陳思宇知道，沙塵永不止息，而與它相關(guān)的話題，永遠(yuǎn)需要有人來關(guān)注。

讓陳思宇安心的是，自己不是一個(gè)人在跋涉。在踏上科研道路之始，她已見到許多跋涉許久的前輩，仍癡心于討論氣候的細(xì)微變化?；A(chǔ)學(xué)科的重大變革背后，是無數(shù)科學(xué)家于精細(xì)處進(jìn)行的謹(jǐn)慎論證、緩慢推動(dòng)。在這條接力前行的脈絡(luò)里，陳思宇投身的，是人類愚公移山般建立起的認(rèn)知大廈。

“科學(xué)研究不是只適合于天才型選手?！边@個(gè)大廈或許沒有完工的一天，但她知道，會(huì)有無數(shù)如她一般被純粹科學(xué)吸引的人致力于此，成為一塊托起下一步的基石。

在這條路上，除了興趣與耐心，她認(rèn)為不應(yīng)有更多的篩選標(biāo)準(zhǔn)。