| 成都理工大學(xué)教授范宣梅： |
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| 杰青項(xiàng)目是我地震探索之路的基石 |
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“汶川地震感覺已經(jīng)離我們很遠(yuǎn)了，但地震時(shí)災(zāi)區(qū)的一幕幕又那么近，這次地震改變了很多人的命運(yùn)，也改變了我的研究軌跡。”5月12日，成都理工大學(xué)教授范宣梅發(fā)了一條“朋友圈”。
地震發(fā)生后，哪些地方受災(zāi)最嚴(yán)重？哪里會(huì)發(fā)生滑坡？哪些滑坡會(huì)堵塞河流，形成堰塞湖潰決洪水？這些災(zāi)情災(zāi)損信息就像盲盒一樣，讓人兩眼一抹黑。
自2008年汶川地震后，范宣梅開始從事地震誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害鏈機(jī)理和預(yù)測(cè)研究。面對(duì)強(qiáng)震地質(zhì)災(zāi)害機(jī)制認(rèn)識(shí)不清、預(yù)測(cè)不準(zhǔn)的國際難題，她帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)揭示了強(qiáng)震地質(zhì)災(zāi)害跨時(shí)空尺度鏈生演化機(jī)制，同時(shí)借助人工智能、大數(shù)據(jù)、遙感技術(shù)等，將積累多年的全球40余次地震誘發(fā)的近40萬條地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)和先進(jìn)算法相結(jié)合，建立了地震誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害智能預(yù)測(cè)模型。
2021年，范宣梅獲得杰青項(xiàng)目資助。“這不僅意味著專家對(duì)我過去工作的認(rèn)可，也為我未來攻關(guān)方向進(jìn)行了把關(guān)，讓我在科研之路上更加堅(jiān)定地走下去。”她表示。
從實(shí)踐中來、到實(shí)踐中去
“科研工作要‘頂天立地’，既要拓寬人類認(rèn)知邊界，又要解決實(shí)際問題。”多年來，范宣梅在科研中有這樣的體會(huì)。
2015年，范宣梅從瑞士回國，加入成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。此前，她曾擔(dān)任聯(lián)合國訓(xùn)練研究所衛(wèi)星應(yīng)用中心的培訓(xùn)專家。2016年，她獲批國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目。
2020年，她提交了杰青項(xiàng)目申請(qǐng)書。“回國后的幾年里，我?guī)е鴰酌┦可⒋T士生，全身心投入科研工作，迎來科研‘黃金期’。”范宣梅回憶。
遺憾的是，首次“沖擊”杰青項(xiàng)目，她落選了。“我認(rèn)真總結(jié)了失敗原因，準(zhǔn)備第二年再次申請(qǐng)。”范宣梅沒有灰心。她申請(qǐng)書的題目是《強(qiáng)震地質(zhì)災(zāi)害鏈機(jī)理與預(yù)測(cè)》，這是一項(xiàng)具有鮮明應(yīng)用特點(diǎn)的基礎(chǔ)研究課題。
“第一次失敗的原因在于我的申請(qǐng)書只突出了前沿科學(xué)內(nèi)容，忽視了科研成果在多次強(qiáng)震中的實(shí)際應(yīng)用效果展示。”范宣梅總結(jié)道，“將基礎(chǔ)科學(xué)研究成果服務(wù)于國家防災(zāi)減災(zāi)和國家重大工程安全的重大需求，是我們的使命擔(dān)當(dāng)。”
2021年，范宣梅再次提交申請(qǐng)書。這一次，她同時(shí)展現(xiàn)了科研工作“頂天”和“立地”的方面，并對(duì)研究成果進(jìn)行了系統(tǒng)性梳理。
范宣梅把申請(qǐng)杰青項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為“專”“精”“泛”“實(shí)”4個(gè)關(guān)鍵字。其中，“專”指的是圍繞一個(gè)最重要的核心科學(xué)問題進(jìn)行攻關(guān)；“精”指的是把一項(xiàng)研究做成經(jīng)得住同行和實(shí)踐檢驗(yàn)的精品，摒棄心浮氣躁，要精益求精、專心致志；看似與“專”相悖的“泛”，指的是積極、廣泛地與其他相關(guān)學(xué)科開展交叉，取得新突破；“實(shí)”指的是科學(xué)問題從實(shí)踐中來、到實(shí)踐中去。
“這四點(diǎn)不僅是申請(qǐng)杰青項(xiàng)目的制勝‘法寶’，更是做好科學(xué)研究的基本要求。”范宣梅常常和團(tuán)隊(duì)青年學(xué)者分享這一觀點(diǎn)。
在杰青項(xiàng)目答辯環(huán)節(jié)，原本擅長現(xiàn)場(chǎng)演講的范宣梅迎來挑戰(zhàn)——線上答辯。“錄制視頻時(shí)，我下了不少功夫，重點(diǎn)是想讓大同行在短時(shí)間內(nèi)了解我在做什么、這項(xiàng)研究為什么重要、下一步要做什么等3個(gè)要點(diǎn)。”她回憶道。
在提問環(huán)節(jié)不能與評(píng)委進(jìn)行面對(duì)面互動(dòng)，使她難以及時(shí)把握評(píng)委的反應(yīng)。“專家水平很高，提出不少好問題，對(duì)我而言是一次很好的提升機(jī)會(huì)。”
“哪里有災(zāi)害，團(tuán)隊(duì)就到哪里”
2021年，范宣梅成功獲得杰青項(xiàng)目資助。“專家的認(rèn)可使我對(duì)未來的研究工作充滿信心。”她表示。
同時(shí)，獲批杰青項(xiàng)目成為范宣梅組建科研團(tuán)隊(duì)的新起點(diǎn)。2021年以來，范宣梅從一個(gè)人帶領(lǐng)博士生、碩士生從事科研工作開始，逐漸壯大隊(duì)伍，吸引了一批有志于地質(zhì)災(zāi)害研究的青年才俊加入。
執(zhí)行杰青項(xiàng)目的3年里，范宣梅帶領(lǐng)這個(gè)富有活力的科研團(tuán)隊(duì)取得了一系列進(jìn)展。首先，他們建立了全球地震誘發(fā)滑坡數(shù)據(jù)庫，結(jié)合先進(jìn)的人工智能算法，開發(fā)了能夠近實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)地震誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的模型。
模型幾乎可以實(shí)現(xiàn)與地震的實(shí)時(shí)同步預(yù)測(cè)，為災(zāi)后救援開啟“上帝視角”。迄今為止，該模型已實(shí)際應(yīng)用于全球10余次強(qiáng)震中，包括日本北海道地震、尼泊爾地震、我國九寨溝地震等。實(shí)戰(zhàn)中，模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到80%以上，比美國地質(zhì)調(diào)查局模型的準(zhǔn)確率高約20%。
這一模型在2022年9月瀘定地震中的表現(xiàn)令人稱道。地震發(fā)生時(shí)，當(dāng)?shù)靥鞖獠缓茫l(wèi)星遙感影像一直被云霧遮住，人們難以獲取救援急需的數(shù)據(jù)。范宣梅和科研團(tuán)隊(duì)利用模型在兩小時(shí)內(nèi)把預(yù)測(cè)結(jié)果送到了指揮中心，指導(dǎo)救援人員該去哪里，把握“黃金72小時(shí)”。
同時(shí)，范宣梅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在理解強(qiáng)震地質(zhì)災(zāi)害機(jī)理的基礎(chǔ)上再進(jìn)一步，提出了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型。“地震后，在關(guān)注其誘發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害最有可能發(fā)生在哪里的基礎(chǔ)上，我們更想了解哪些區(qū)域的人員會(huì)受到最大威脅、會(huì)造成多少人員傷亡、哪里的道路會(huì)受阻、哪些地方的災(zāi)害鏈會(huì)影響重大基礎(chǔ)設(shè)施等與風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的問題。”她說。
此外，團(tuán)隊(duì)將科研方向從強(qiáng)震拓展到氣候變化和極端天氣對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響，通過一系列野外調(diào)查和監(jiān)測(cè)，認(rèn)識(shí)冰雪消融引發(fā)的冰巖崩—碎屑流、冰湖潰決等重大災(zāi)害鏈的機(jī)理，并探索有效的災(zāi)害鏈風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，為川藏鐵路、水電工程等國家重大工程項(xiàng)目的安全運(yùn)行提供了科學(xué)依據(jù)。
多年來，團(tuán)隊(duì)成員腳踏實(shí)地、跋山涉水，將科學(xué)研究成果應(yīng)用于國家防災(zāi)減災(zāi)實(shí)踐。“哪里有災(zāi)害，我和團(tuán)隊(duì)就到哪里安營扎寨、采集數(shù)據(jù)。”范宣梅強(qiáng)調(diào)。
傳承精神 十六載深耕
早在成都理工大學(xué)讀碩士期間，范宣梅就接觸到地質(zhì)災(zāi)害這個(gè)領(lǐng)域。自20世紀(jì)80年代起，成都理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)先后在我國著名工程地質(zhì)學(xué)家張倬元、黃潤秋和許強(qiáng)的帶領(lǐng)下，深耕相關(guān)學(xué)科，到范宣梅這里已經(jīng)是第四代了。
“記得我讀研究生期間，已經(jīng)耄耋之年的張先生和我們一起出野外，在滑坡體上撿起一塊巖石，給我們講這塊巖石是哪個(gè)年代形成的、地質(zhì)過程中經(jīng)歷了什么、這個(gè)地方為什么會(huì)發(fā)生滑坡。我當(dāng)時(shí)就覺得太有意思了。”范宣梅回憶。從此，她迷上了這個(gè)學(xué)科，走上了地質(zhì)災(zāi)害研究的道路。
2008年5月，汶川地震給這片土地帶來了深重創(chuàng)傷，同時(shí)也改變了范宣梅的科研人生軌跡。
親眼看到災(zāi)區(qū)的廢墟，成都理工大學(xué)博士一年級(jí)的范宣梅內(nèi)心受到了前所未有的震撼。她深知自己責(zé)任重大——不僅要揭示地質(zhì)災(zāi)害背后的科學(xué)原理，還要尋找預(yù)防和減輕災(zāi)害影響的方法。從此，她放棄了此前的科研方向，聚焦于強(qiáng)震誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害鏈的機(jī)理與預(yù)測(cè)研究。
面對(duì)強(qiáng)震地質(zhì)災(zāi)害機(jī)制認(rèn)識(shí)不清、預(yù)測(cè)不準(zhǔn)的國際難題，范宣梅一干就是16年。她跑遍了汶川震區(qū)，發(fā)現(xiàn)并建立了800多處地震誘發(fā)滑坡—堰塞湖災(zāi)害鏈數(shù)據(jù)庫。博士畢業(yè)留校任教后，她又以導(dǎo)師身份帶領(lǐng)學(xué)生去野外考察，翻山越嶺搜集數(shù)據(jù)。
一路走來，前輩們?yōu)榉缎酚玛J科學(xué)“無人區(qū)”、開辟新的研究方向提供了大力支持。“實(shí)驗(yàn)室秉承的‘守正創(chuàng)新、實(shí)事求是、胸懷祖國’的科學(xué)家精神，一直是我不斷前行的強(qiáng)大動(dòng)力。”她表示。
2024年起，杰青項(xiàng)目開展分級(jí)評(píng)價(jià)，擇優(yōu)遴選優(yōu)秀項(xiàng)目給予滾動(dòng)支持。對(duì)此，范宣梅是有信心的：“我發(fā)表的頂級(jí)刊物論文在大地學(xué)領(lǐng)域并不算最多，但這些年來，我們的確努力把論文‘寫在祖國的大地上’，解決了一些面向國家需求的重要科學(xué)問題，保護(hù)了一方百姓的人身和財(cái)產(chǎn)安全。”
在從事地質(zhì)學(xué)的研究人員中，女性是少數(shù)，在范宣梅帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)中，大部分成員都是男性。時(shí)常有人問她，如何克服女性在體能上的差距、生理上的困難。范宣梅回答：“我覺得沒什么困難的，我爬山、爬冰川比很多男性都輕松。”
有一年，范宣梅帶十幾位外國專家前往汶川考察震后地質(zhì)災(zāi)害。攔擋壩被泥石流淤滿，要在上面走很長時(shí)間才能進(jìn)入溝里，外國專家全是男性，都累得氣喘吁吁，而嬌小的范宣梅卻張羅著整支隊(duì)伍。她認(rèn)為，女性往往更堅(jiān)韌、細(xì)心、善于溝通，因此在做研究和科學(xué)管理方面是具有優(yōu)勢(shì)的。
2024年起，杰青項(xiàng)目將女性科研人員的申請(qǐng)年齡放寬至48歲。在范宣梅看來，這將為優(yōu)秀的女科技工作者提供更多機(jī)會(huì)，希望更多女科技工作者從中獲益。■
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2024年8月刊 封面)