□本報記者梁希東張曉航本報通訊員曹雪
炎夏7月的青島是極其熱鬧的，街道上，操著不同口音的人成群結(jié)隊涌向海邊。
對大多數(shù)人而言，海洋是避暑勝地，是一道風(fēng)景，或是慷慨的“海鮮提供者”。而在有些人眼中，海洋意味著更多，他們窮盡精力去探索，只為求得深埋海面之下的，關(guān)于氣候、關(guān)于自然、關(guān)于這個世界的科學(xué)秘密。德州老鄉(xiāng)喬方利即是其中佼佼者。
30多年來，喬方利用心揣摩海洋的“脾氣”，多次代表中國在國際海洋科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)出強音，其研究成果也創(chuàng)造了巨大的社會價值。7月31日，在國家海洋局第一海洋研究所辦公室，喬方利向我們講述了他的成長經(jīng)歷和與海洋之間的故事。
求學(xué)路上得遇恩師有付出，有幸運，也有遺憾
1966年，喬方利出生在慶云縣板營鄉(xiāng)后橋村（今屬慶云縣常家鎮(zhèn)），物質(zhì)匱乏的年代，清苦是生活中最鮮明的符號。然而，喬方利卻總稱自己是幸運的?！拔腋改付加行┪幕?，跟多數(shù)同齡人相比無疑是幸運的。尤其是母親還曾是村辦學(xué)校教師，她從小就教育我，只有靠讀書，才能走出去看看外面的萬千世界，才能更好地報效國家、服務(wù)社會，這也是我能走到今天的原動力?！眴谭嚼f，“后來我們兄弟姊妹5個都考上了大學(xué)，在當(dāng)?shù)匾鹆瞬恍〉霓Z動。 ”
兄弟姊妹中，喬方利排行老二，艱苦的生活環(huán)境使其承擔(dān)起很多家庭責(zé)任。他依然記得在鄰村讀初中時，每次放學(xué)都得跑將近兩公里路回家，回家后先做完家務(wù)再學(xué)習(xí)，不知不覺就在煤油燈下忙到深夜。
從小學(xué)到高中，喬方利成績一直出類拔萃。“不光是靠刻苦，還得講究方法。 ”喬方利告訴我們，每上完一節(jié)課，他都會用兩三分鐘時間把一節(jié)課所學(xué)進行回顧；每天睡覺前，則在腦海里把一天所學(xué)跟放電影一樣過一遍，遇到記不清的，就拿過來再看兩遍，確保每天學(xué)的知識點都記牢了?！拔母铩睍r期，一大批畢業(yè)于知名高校的年輕人被分配到基層任教，在慶云縣第一中學(xué)讀高中時，喬方利的多位老師來自這一群體，這讓他倍感幸運?！拔锢砝蠋煆埥饎偖厴I(yè)于山東師范學(xué)院（今山東師范大學(xué)），對我非常照顧。高三時每天上學(xué)我都帶一個雞蛋，張老師會幫我燒熱水，每次跑完早操讓我去他家中沖雞蛋喝。 ”喬方利動情回憶，“至今我們感情依然很深，跟一家人一樣，想起那一碗碗熱騰騰的開水沖雞蛋，真是世界上最美的味道。 ”
幸運之余也有遺憾。讀初中時，6冊英語教材老師只斷斷續(xù)續(xù)地講了兩冊，因此喬方利的英語基礎(chǔ)很差，到了高中學(xué)起來很吃力。
即便是這樣，1984年，喬方利依然以555分的成績考入山東海洋學(xué)院（今中國海洋大學(xué)）海洋系物理海洋專業(yè)，是慶云一中當(dāng)屆最高分考生，在該大學(xué)也屬高分考生。
談及投身物理海洋專業(yè)的初衷，喬方利坦言當(dāng)時并沒有明確規(guī)劃，只是對神秘的海洋很向往，想去一所海邊的高校，而物理海洋專業(yè)則是山東海洋學(xué)院的招牌專業(yè)，于是做出如是選擇。
很快，喬方利就意識到自己做了一個正確的決定，他對這一專業(yè)興趣十足，如饑似渴地汲取知識，期待著有一天掌握海洋運動的規(guī)律，掀開海洋的神秘面紗，為人類造福。
進入大學(xué)，喬方利得以接觸大量英文書籍、文獻，深刻認識到自身短板的他在英語方面投入了大量精力。印象最深的一次是由于晚上熬夜學(xué)到太晚，第二天一早起床背單詞時竟然暈倒在地把頭撞破了，去醫(yī)院縫了七八針。努力終有回報，到大二時，喬方利的英語成績已居于全班前列。
在山東海洋學(xué)院，喬方利再度得遇恩師，其中孫孚教授對他的影響最為深刻?！皩O先生是我們學(xué)校的傳奇人物，曾經(jīng)是中學(xué)物理教師，后來考取了全國第一個物理海洋專業(yè)博士。 ”喬方利說，“孫先生治學(xué)嚴謹、學(xué)風(fēng)正派，研究成果在國際上享有很高聲譽，熱衷于提攜年輕人。他經(jīng)常教育我們要戒除急躁和急功近利的思想，踏踏實實地做學(xué)問，這些話我多年來一直都記著。 ”
大學(xué)期間，喬方利的成績幾乎一直是全班第一名，并于畢業(yè)時成為全校8個保送攻讀研究生的學(xué)生之一。
采訪期間，喬方利多次談及基礎(chǔ)教育的重要性，聽聞德州近年來教育事業(yè)高速發(fā)展、軟硬件都得到巨大提升，他很興奮：“教育代表一個城市的未來，一個重視教育的城市，發(fā)展前途一定是光明的。 ”
憑借多項原創(chuàng)性和突破性成果在國際海洋研究領(lǐng)域發(fā)出強音
全球海洋總面積約為3.6億平方千米，占地表面積的71%；海洋含水量達13.5億立方千米，約占地球上總水量的97%；海洋是地表最大的儲熱體，海流是地表最大的熱能傳送帶……種種因素指向一個結(jié)論：海洋對自然環(huán)境、社會經(jīng)濟及人類生活有巨大影響。
讀研期間，喬方利逐步進入國家海洋局第一海洋研究所接觸研究工作，開啟人生的新篇章。
“全球各國領(lǐng)導(dǎo)人會晤時，氣候變化幾乎是個必談話題，足見其重要性，它的影響可不是‘今天下雨要帶傘’這么簡單。以兩個比較常見的氣候現(xiàn)象為例——臺風(fēng)和厄爾尼諾，只要一發(fā)生就會對社會經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響，新聞中經(jīng)常有臺風(fēng)過境造成人員傷亡和巨大經(jīng)濟損失的報道；另外，還會對國家政策的制定造成影響，比如近年來大力推行的節(jié)能減排，而這一點非科研人員很難體會到?！眴谭嚼f，“氣候變化的源頭在哪里？很多人可能會說是大氣，而科學(xué)事實是——海洋表層3米內(nèi)的水體含有的熱量就與大氣中含有的總熱量相當(dāng)，而海洋的平均水深為3795米。可以說，海洋的溫度稍微有一點變化，就會對氣候造成非常明顯的影響，大氣‘記憶力’很短，海洋在氣候變化中起核心作用。人類活動造成氣候變暖的熱量，90%以上儲存在海洋中，如果沒有海洋這個巨大的‘空調(diào)’，人類是無法適應(yīng)氣候變化的。 ”
因此，研究海洋與氣候之間的作用規(guī)律非常重要。那應(yīng)如何研究？喬方利表示，一般而言有兩種方式，一是靠海洋觀測，二是靠海洋模式，而他的研究主要圍繞后者，“海洋觀測是國家經(jīng)濟實力的體現(xiàn)，因為它要用到科考船、深潛器（如蛟龍?zhí)枺⒑Ｑ笮l(wèi)星等，耗資巨大；海洋模式的發(fā)展則體現(xiàn)了一個國家的綜合科技實力，科學(xué)研究的成果集成到數(shù)值模式中，才能提高氣候變化預(yù)測能力，真正造福人類。 ”
喬方利介紹，所謂海洋模式，可以通俗理解為利用計算機算法，把海洋運動的控制方程變?yōu)橛嬎銠C語言，放到超級計算機內(nèi)計算海洋的變化，“長期以來，我國科學(xué)家在海洋模式發(fā)展方面進行過不懈努力，但總體來說依然是以歐美國家為主導(dǎo)；同時，全球范圍內(nèi)對于海洋模式的研究都存在很大偏差，不能達到精細化模擬和預(yù)報的目的。 ”
喬方利與其博士研究生導(dǎo)師袁業(yè)立院士長期一起攻關(guān)，進行了大量研究后認識到：以往關(guān)于海洋模式的研究忽視了海浪的作用。“在海洋這一復(fù)雜環(huán)境中，波高為米級的海浪、周而復(fù)始的潮汐潮流、幾百公里到上萬公里的海洋環(huán)流是共生的，存在非常強的相互作用。在此之前，由于研究能力不足，科學(xué)界一直將海洋科學(xué)人為分解成海浪、潮流、環(huán)流等學(xué)科，且之間很少交叉。這種簡化方法促進了對海洋科學(xué)的認知，但同時得出的結(jié)論可能是片面的。 ”喬方利說。
基于上述認識，喬方利在世界范圍內(nèi)率先實質(zhì)性地將海浪、潮流、環(huán)流在海洋模式中耦合起來，創(chuàng)立浪致混合理論，并在此基礎(chǔ)上建立了全球首個“海浪-潮流-環(huán)流耦合”海洋模式——FIO-COM，將上層海洋混合層模擬與預(yù)測精度提升了約50%，實現(xiàn)了我國海洋模式的跨越式發(fā)展；同時，浪致混合理論被美國、德國、英國、瑞典、澳大利亞等多國實際應(yīng)用。喬方利因此于2014年榮獲北太平洋海洋科學(xué)組織伍斯特獎這一國際海洋科學(xué)獎項，這是該獎項2001年設(shè)立以來首次頒給中國學(xué)者。
發(fā)展海洋模式過程中，由于運算量巨大，必須通過超級計算機實現(xiàn)。運算速度全球“三連冠”的“神威·太湖之光”超級計算機為FIO-COM的應(yīng)用提供了重要支撐。喬方利利用“神威·太湖之光”突破了主從核協(xié)同、近絕對均衡剖分等關(guān)鍵技術(shù)，調(diào)用全機超千萬CPU核，在全球范圍內(nèi)首次實現(xiàn)了超千萬核的高效并行，并行效率高達36%，在海洋研究領(lǐng)域處于國際最前沿，這一成果于2016年獲超算領(lǐng)域國際最高獎——戈登貝爾獎提名，為全球6個提名之一。
此外，喬方利研制了世界上首個包含海浪的氣候模式FIOESM，代表我國海洋研究領(lǐng)域首次參加國際氣候模式比對計劃；發(fā)現(xiàn)了海浪破碎在臺風(fēng)成長過程中的關(guān)鍵作用，在國際上率先建立包含海浪的臺風(fēng)模式，大幅降低了臺風(fēng)強度的模擬與預(yù)報誤差；首次制作全球海洋再分析資料集，精度總體超過目前國際領(lǐng)先的美國HYCOM再分析資料，已于今年4月向全球發(fā)布。
51歲的喬方利，在這一領(lǐng)域依然算是“年輕人”，對于緣何能取得如此成就，他表示最重要的是不斷創(chuàng)新?！拔宜斫獾膭?chuàng)新，是真正有前瞻性、突破性的原始創(chuàng)新。打個比方，別人生產(chǎn)一個攝像頭為800萬像素的手機，你生產(chǎn)一個1000萬像素的，只能算在跟隨基礎(chǔ)上的提高；而別人用IOS系統(tǒng)或Android系統(tǒng)，你開發(fā)出一個新系統(tǒng)，這才叫原始創(chuàng)新。 ”喬方利說，“追求這樣的創(chuàng)新一定會遇到不少困難，但克服大困難后方能實現(xiàn)大目標(biāo)，克服小困難后只能實現(xiàn)小目標(biāo)，這很公平。做科研是清苦的，經(jīng)常在實驗室里忙著忙著就到凌晨了，但我從來沒想過停下來歇歇，因為前面要走的路還很長。 ”
說到這里，喬方利為家鄉(xiāng)發(fā)展給出了自己的建議：“德州應(yīng)該重點打造幾個支柱性產(chǎn)業(yè)，在全國甚至國際上打造成品牌，這是一個城市的核心競爭力。 ”
正是憑借勇于創(chuàng)新、勤于鉆研的特質(zhì)，喬方利自工作后便一路被破格提拔，31歲時成為國家海洋局系統(tǒng)中最年輕的研究員；33歲時成為國家海洋局第一海洋研究所副所長。2006年4月，喬方利榮獲第九屆中國青年科技獎；2015年4月，成為中國工程院院士增選有效候選人；今年4月，當(dāng)選聯(lián)合國教科文組織政府間海洋學(xué)委員會西太平洋分委會副主席；今年5月，榮獲全國創(chuàng)新爭先獎。
依靠所學(xué)解決實際問題科學(xué)面前保持謙卑
喬方利不僅是一位建樹頗豐的科研工作者，還是一位優(yōu)秀的科普工作者，他怕我們難以理解專業(yè)的科研術(shù)語，于是用通俗的語言講起海洋模式在幾個社會熱點事件中的實際應(yīng)用。
2006年3月，渤海發(fā)生大面積溢油事故，引起國務(wù)院高度關(guān)注。喬方利被國家海洋局任命為前線指揮部專家組組長，負責(zé)預(yù)測溢油漂移擴散方向、尋找事故源頭。經(jīng)海上觀測及利用計算機反復(fù)計算，喬方利率專家組確定了溢油漂移影響海域，并最終找到了肇事船只，為事故處理提供了科學(xué)依據(jù)，有效降低了事故損失。
2008年6月，距離舉世矚目的2008年奧運會帆船比賽舉行僅有兩個月時間，青島近海水域卻暴發(fā)了嚴重的滸苔災(zāi)害。危急時刻，多個部委聯(lián)合組建科學(xué)應(yīng)對滸苔專家委員會及前線指揮部，喬方利被任命為副主任、副總指揮。臨危受命的他馬上根據(jù)海洋模式的計算結(jié)果繪制流場，通過海水的流向進行溯源，查清了滸苔在青島聚集的原因，推測出滸苔來自江蘇鹽城外海。更重要的是，喬方利準確預(yù)測到了助推滸苔在青島登錄的海水，會在不同時候轉(zhuǎn)變流向從而影響滸苔的漂移，提出了滸苔通道理論，并以此為根據(jù)制訂了打撈和應(yīng)急預(yù)案，指揮船只進行科學(xué)打撈，極大提高了打撈效率，節(jié)省了大量物力、人力、財力，保障了奧帆賽的順利進行。
2011年3月，日本福島核泄漏事件引起全球民眾恐慌。喬方利帶領(lǐng)課題組，利用不到一周時間就預(yù)測出核物質(zhì)在大氣和海洋中的擴散路徑，4月初就正式發(fā)表了核泄漏事件發(fā)生后全球第一篇關(guān)于核物質(zhì)運移擴散路徑的論文。論文指出，核物質(zhì)會在大約15天后影響中國，30天后影響整個北半球，但是濃度很低；論文甚至預(yù)測了直至2040年核物質(zhì)的擴散情況。后來，一系列觀測結(jié)果陸續(xù)出爐后，與喬方利的推測幾乎完全吻合，他的研究為政府決策提供了重要科學(xué)依據(jù)。
這些事件中，喬方利建立的海洋模式的精準性得到反復(fù)驗證，贊譽也隨之而來。喬方利卻從中得出了更多思考：“科學(xué)其實沒那么神秘，我們要做的就是盡可能地總結(jié)自然界的規(guī)律，并且順應(yīng)規(guī)律，才能為生產(chǎn)、生活提供正確的、有益的指導(dǎo)。 ”
盡管取得了重大成就，喬方利在科學(xué)面前依然保持著謙卑的姿態(tài)?！拔覀兊暮Ｑ竽Ｊ饺杂泻艽筇嵘臻g，更別說還有95%的海底是未知的，埋藏了太多秘密值得去探索。”喬方利說，“探索過程中還會遇到很多困難，但這些都不能絆住我的腳步。 ”
個人簡介
喬方利，1966年8月生，慶云人，國家海洋局第一海洋研究所黨委書記、副所長。在國際上首創(chuàng)浪致混合理論，建立了全球首個“海浪-潮流-環(huán)流耦合”海洋模式，預(yù)報能力跨越式提高；研制了全球首個包含海浪的氣候模式，克服了國際氣候模式熱帶偏差共性難題；率先建立包含海浪的臺風(fēng)模式，提高了臺風(fēng)強度預(yù)報能力；針對全球海洋模式首次實現(xiàn)超級計算機超千萬核高效并行。以上研究推動我國海洋數(shù)值模式科學(xué)研究實現(xiàn)了跨越式發(fā)展。
2015年，喬方利成為中國工程院院士增選有效候選人；今年4月，當(dāng)選聯(lián)合國教科文組織政府間海洋學(xué)委員會西太平洋分委會副主席；曾獲伍斯特獎、戈登貝爾獎提名、第九屆中國青年科技獎、首屆全國創(chuàng)新爭先獎等國內(nèi)外大獎。