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作者:李晨阳 来源:中国科学报 发布时间:2022/9/16 20:36:09
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“科学探索奖”得主范宣梅:毕生梦想写进申报书

 

范宣梅没有第一时间看到自己获得“科学探索奖”的信息。那条价值300万元人民币的短信在手机里寂寞地躺了大半天,直到奖项秘书处的工作人员又给她打了一个电话来通知。

四川泸定地震后的救援仍在进行,每分每秒都是无价之宝。她“只来得及开心了一小下”,紧接着便重新投入到工作中了。

自9月5日地震发生后,范宣梅和地质灾害国家重点实验室团队就忙成了陀螺。搭载着雷达和摄像机的无人机率先出发,从西南山区的重峦叠嶂上空掠过,一路拍摄下大面积、高精度的影像数据。雷达是如同“透视眼”的存在,穿过山上茂密的植被,捕捉到岩层之下潜藏的裂缝。这些小巧的“空中兵团”与重霄之上的国产高分六号遥感卫星相辅相成,它们获取的数据都汇入实验室开发的相应模型中,形成对当地次生灾害风险的预测与评价报告。

哪个村镇最容易遭受地质灾害?哪个路段最可能发生滑坡垮塌?哪个区域即将出现泥石流,甚至形成堰塞湖?每一天,这份报告都会飞到现场地震应急指挥部、国家应急管理部、自然资源部的案头,为一线抢险救灾、防灾减灾提供最精准的攻略。

整个中秋节,范宣梅和她的伙伴们全泡在实验室里。往常逢年过节,家人总是抱怨她,放假也不休息,这时候范宣梅就会给他们“洗脑”,说自己在做很重要的事情。而今年中秋,大家的手机都被灾区影像刷了屏。“这次不用我‘洗脑’,他们都理解我了。”范宣梅笑叹一声。

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范宣梅在汶川震区进行野外勘测

把毕生的科学梦想都写进了申报书

范宣梅今年41岁。在她的个人简历上,“教育和工作经历”非常简单:除了有过短暂的出国交流和任职,人生的主要舞台都在成都理工大学。

而“奖励和荣誉”这一栏则看起来相当饱满:2014年,她作为主要参与人员关于汶川地震的研究成果获得国家科技进步奖一等奖;2021年,她牵头获得四川自然科学奖一等奖(全省只有5项)……

大大小小的荣誉称号纷至沓来:国家“杰青”、国家百千万人才工程,“有突出贡献中青年专家”“自然资源部高层次科技领军人才”“四川省突出贡献优秀专家”“首届优秀女地质科技工作者奖”……2016年,她还获得了国际工程地质与环境协会(IAEG)Richard-Wolters Prize青年科学家奖,成为我国获得这一奖项的首位女科学家。

她是地震地质灾害领域最具国际影响力的学者之一,入选全球前2%科学家排行榜。

尽管如此,2019年“科学探索奖”横空出世时,范宣梅其实不是特别自信。在她看来,这个奖项“每年只有50位获奖者,分配到每个领域,大概也就5、6人。而我所做的灾害相关研究,在工程地质领域只是非常小的一个分支”。再加上她长期在西部耕耘,与北上广等一线城市的科研同行相比,“总觉得自己优势不大”。思量再三,她迟迟没有付诸行动。

直到2021年,有位专家提名了范宣梅。“科学探索奖”分专家提名和自由申报两个渠道,提名人包括20多位诺贝尔奖、图灵奖、菲尔兹奖等国际大奖得主。尽管这次范宣梅没能入选,但得到了领域内“大牛”的青睐和举荐,让她信心倍增。

2022年,范宣梅主动申报了“科学探索奖”。这回,她改变了策略。

“去年参评没有获奖后,我好好地反思了一下,觉得没有把我最有特点的工作展示出来。”上一次,范宣梅提交的材料偏重于介绍自己发表了哪些文章,取得了哪些成果,获得了哪些奖项;而这一次,她决定好好讲述自己的成果解决了哪些具体问题,特别是那些国内外同行没能解决的问题。

范宣梅的研究领域是“强震地质灾害”。简单来说,就是强烈的地震过后,会引发一系列次生地质灾害。多年来,范宣梅与国家重点实验室团队致力于研发出一系列灾害预测预警模型,“料灾机先”,为抢险救灾赢得宝贵的时间。迄今为止,她所在的地质灾害国家重点实验室团队已经成功预警上百起大型滑坡事件,挽救了上万人的生命财产安全,减少直接经济损失达数十亿元。

“我发表的顶刊论文在大地学领域并不算多,但这些年来,我们的确是在努力把论文‘写在祖国大地上’,解决了一些面向国家需求的问题,保护了一方老百姓的人身和财产安全。”范宣梅对《中国科学报》说,“或许‘科学探索奖’也有相同的价值观吧。”

除此之外,她还注意到这个奖项“面向未来、奖励潜力、鼓励探索”的理念,于是将自己未来10年、20年,甚至毕生想要去做的科学梦想,都写进了申报书。

“我近几年正在做的工作,也是未来想要一直做下去的工作,是关于青藏高原的。”

青藏高原是地球科学研究的前沿阵地,是全球地质工作者梦寐以求的天然实验室。与此同时,强烈的构造运动、地震和全球气候变化,也让青藏高原变得越来越“危险”,成为最容易酿成巨型地质灾害的地区。

守护高原,守护高原人,也守护高原之上的国家重大战略工程——川藏铁路、雅下水电站等,是范宣梅最大的梦想。

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范宣梅研究团队在青藏高原开展冰川冰湖灾害链科学考察工作

被大地震“撞”了一下的人生轨迹

范宣梅在甘肃长大,是个西北姑娘。2000年,她考上了成都理工大学的工程地质专业,又从大西北来到了大西南。她最重要的人生阶段,都离不开祖国辽阔雄奇的西部大地。

2008年5月12日汶川的惊天一震,把她的人生轨迹,震得偏离了那么一点点。

当时范宣梅正在成都理工大学读博一。地震发生时,她在学生宿舍,6楼,震感非常强烈。眼见身边人什么都顾不得了,纷纷往楼下冲,她尽力保持了一点地质学人应有的“淡定”,抓了手机和钥匙,才匆匆跑到楼下。学校组织大家集中在操场上,当晚就地扎起了帐篷。

一片混乱中,她把目光投向见多识广的老师们。只见老师面色凝重:“这次可能是龙门山断裂带发生了地震,震级很高,伤亡肯定不小,后续的次生灾害只怕也会很多。”接下来的时间里,这些判断被一一验证。

在帐篷里住了一天多后,范宣梅随同导师来到受灾严重的北川地区。从读本科开始,范宣梅到过很多灾害现场,但从未像这次一般触目惊心。在以往的认知里,山体滑坡主要发生在土质疏松破碎的地方。而此刻,最坚硬的山体也在从顶端垮塌,有些山仿佛被巨剑削去了一半。主震引发的“灾害链”,像倒下的多米诺骨牌般迅速扩散,目之所及都是泥石俱下,冲毁了道路,压垮了房屋,堵截了河流……震后形成的众多堰塞湖,最大的库容达到3亿立方米,像一个个悬在众生头顶的巨碗,随时可能向下游倾覆。

“在人类的记录里,从来没有哪次地震像汶川地震这样,引发了20余万处次生灾害。”范宣梅说,“而这样的次生灾害,还具有显著的‘后遗症’,震后10年左右的时间里,是泥石流等灾害的高频爆发期,而且还会在更长的时间尺度上,影响着山川地貌演化。”

一路走去,随处可见遇难者的遗体,有被小心翼翼盖上的,也有因为种种原因依然袒露在外的。范宣梅还看到了被掩埋的北川中学,看到了不幸遇难的孩子们。家破人亡的悲鸣此起彼伏,在耳边久久萦绕不去。

天灾之下,废墟之上,她第一次感到,人类是如此渺小,生命是如此脆弱。但与多数人不一样的是,她的专业告诉她:面对天灾,人类并不是完全无能为力,恰恰相反,是做得还不够多。

“最简单的例子,如果学校、医院这样人员密集的场所,能在选址之初就避开地质灾害的高发地带,是不是能挽救很多生命?”这些问题在脑海中狠狠冲撞着她,迫使她做出了一个最重要的决定。

范宣梅的博士课题原本是做普通山体滑坡的,如果沿着这个课题做下去,轻车熟路,她很快就能博士毕业。但这一刻,她想:“既然我是做地质灾害研究的,就应该选择对人民生命财产威胁最严重的灾害,选择最难攻克的科学问题。”

“对研究地质灾害的工作人员来说,保障山区老百姓的生命财产安全,就像医生治病救人一样,是天经地义、责无旁贷的。”

从那以后,她变换了研究方向,和大地震以及地震诱发的各类地质灾害,“杠上了”。

地震时最危险的地方在哪里?多数人可能会回答“房子里”。但在汶川地震中,至少1/3的伤亡是由地震诱发的地质灾害及后续次生地质灾害导致的。户外并不如想象中安全,沿路突发的山体滑坡,不时从天而降的落石,造成的死亡和损失都远超预期。

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范宣梅与领域国际知名专家共赴汶川开展野外调查工作

其后14年间,范宣梅的团队建立了三大预测模型:地震诱发滑坡预测模型、震后地质灾害及灾害链数值模拟预测模型、震后泥石流预警模型。

这些模型被应用在一次又一次重大地质灾害中,在很大程度上改变了震后抢险救灾的方式和局面。

从“盲人摸象”到开启“上帝视角”

“盲盒”,是当年范宣梅对汶川灾区的印象。在那个年代,全世界的遥感和对地观测技术都不够发达。震后一周,人们才拿到第一批遥感数据。哪些地方受损最严重?哪个区域出现了堰塞湖?都是两眼一抹黑。

范宣梅知道,他们不仅得把这个“盲盒”撬开,还得从更高的地方“俯瞰”,才能把灾后瞬息万变的复杂状况尽收眼底。

汶川地震后,中国的大西部一直不太平静。2010年,青海玉树地震,7.1级;2013年,四川雅安地震,7.0级;2014年,新疆于田地震,7.3级;2017年,四川九寨沟地震,7.0级……

天地不仁,山河无情。不幸中的万幸,是有这样一群“有心人”:一次次强震灾害中,范宣梅和她的同行们,勇敢地深入险境,搜集宝贵的影像和数据,不断推进着人们对地震地质灾害的认知。

最终,范宣梅团队基于全球30余次地震诱发的近40万条灾害数据,结合最新的人工智能算法,建立了地震诱发滑坡预测模型。

有了这个模型,一旦哪里发生地震,就可以快速准确地预测地震诱发滑坡的发生范围。这个模型被实际应用于全球近10次强震中,包括日本北海道地震、尼泊尔地震、九寨沟地震,以及这次的泸定地震。实战之下,模型预测准确率达到80%以上,比美国地质调查局模型的准确率提高了约20%。

此外,他们还在国际上率先开辟了震后地质灾害长期演化的追踪研究,其中针对汶川地震的数据已经持续追踪14年之久。他们的视野并未局限在国内,而是收集了全球至少10次大规模地震的震后数据,并且不断更新数据库。

在此基础上建立的震后地质灾害及灾害链数值模拟预测模型,可以有效预测震后地区在降雨作用下,哪里会发生二次滑坡,哪些流域可能爆发泥石流,哪些地方会发生泥石流堵江—溃决洪水灾害链……他们已经可以做到提前几十分钟预警地质灾害,从而及时把人们从危险地段撤离出来。

这些成果为震区多个公路、铁路重大工程的规划选线提供了科学依据,也为九寨沟景区的重新开放提供了重要安全保障。

如果说曾经人们看地质灾害,如同盲人摸象,如今这些科学家正在逐步地开启“上帝视角”。山崩地裂、泥沙俱下的混沌,正逐渐变得清晰,清晰到可以绘到图纸上,写进简报里,呈现在手机屏幕上。

在最近这次泸定地震中,范宣梅团队已经实现了小时级的响应,基本可以每2小时上报一次次生灾害预警。运筹帷幄之中,明辨千里之外——回想14年前那个“两眼一抹黑”的自己,她也不由得感慨万千。

走过千山万水,笃定一生至爱

言辞轻快爽利、笑容晴朗明媚的范宣梅,是一朵开在西部的铿锵玫瑰。

20多年间,一阵又一阵“孔雀东南飞”的风潮来袭,她不是没有被“风”眷顾过,却从未真正离开这里。

其实刚刚考到成都理工大学的时候,范宣梅有点不开心。她的成绩向来很好,却因为高考失误,与北上广的985、211名校擦身而过。来到班上放眼一望,女生寥寥无几,被人笑称是“和尚班”,更让她怀疑自己是不是选错了专业。最低落的时候,她甚至想过退学,干脆回炉复读一年。

但人生的机缘就是很妙。有一天,她在食堂吃饭,遇上了一位和蔼可亲的老先生。闲聊间,老先生说:“我们学校的排名可能不是很高,但我们这个专业能排进全国前三。年轻人选择这里,未来是大有可为的。”

后来范宣梅才知道,这位老先生就是成都理工大学工程地质学专业大名鼎鼎的“四大金刚”之一——王士天教授,当时他已经退休了。

王先生的话,让范宣梅定下心来,这一定就是20多年。或许西部地区的环境不够优越、资源不够丰沛、机会不够充裕,但这里是最接近各种地质灾害的地方,是能让他们第一时间冲锋陷阵的最佳基地。

范宣梅相信,他们之所以能做出一些国内外其他团队没能做到的成果,“就是因为我们保留了地质学人实地考察的传统。先进的人工智能方法,只有依托于真实的、大量的、一手的地质学数据,才能发挥出最大的作用。”

曾经有一个令人艳羡的机会摆在范宣梅面前。2014年,联合国面向全球,要招聘唯一一名灾害应急处理与防治专家。出于对广阔天地的向往,范宣梅试着报了名,迎接她的是竞争激烈的多轮答辩和面试。谁也没想到,这位来自中国地方高校的年轻女性,一路过五关斩六将,从牛津、剑桥等一众名校博士间脱颖而出,拿到了这个宝贵的offer。

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范宣梅曾在联合国日内瓦总部任职

接下来的一年里,她走过了很多地方,接受时任联合国秘书长接见,给肯尼亚、越南等国政府官员,以及哥本哈根大学、日内瓦大学等国际知名学府的硕士生授课……她去非洲时,正值埃博拉疫情肆虐,把家人吓得不轻。孟加拉的洪水、印度尼西亚的海啸……她见识到不同土地上面临的不同挑战,也与当地人开展了学术交流,在把灾害应对专业知识分享给大家的同时,也拓宽了自己的眼界,丰富了见识的行囊。

在很多人看来,这是一份完美的工作:朝九晚五,体面高薪,办公室在风景如画的瑞士,还能出入各种“高大上”的场合。后来联合国给了她一个近乎永久的offer,希望她能长期留下来工作。

范宣梅短暂纠结了一下,然后婉拒了这份盛情。有朋友不理解她的选择,她只举了一个例子:“当我在这边的办公室,每天不到下班的时间就开始看表了;而当我在国内的实验室工作时,总能忘了时间,甚至忘了吃饭。这种对比,让我无比确信自己真爱的是什么。”

就这样,范宣梅回到了成都理工大学,这所不是985也不是211的地方高校。但她清楚,这里有全国一流的工程地质学科,有国内唯一一个地质灾害领域的国家重点实验室。它未必是最好的地方,但对范宣梅的梦想而言,是最对的地方。

怎么形容她对地质灾害研究的这份爱呢?

范宣梅想了想,然后用一贯轻快的语调说道:“大概就是——既有初恋般的热情,也有婚姻般的坚守。”

 
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