薛海乐:破译“地形密码”,奔赴气象之约

2025-10-24

编者按


人才是推动气象高质量发展的首要资源。中国气象局党组不断深化人才发展体制机制改革,激发人才创新活力,着力培养打造优秀高层次气象科技创新人才梯队。中国气象报开设《一蓑烟雨护民生 气象人才展风采》专栏,展示他们传承和发扬优良气象传统,将个人成长与国家战略、时代发展和气象事业紧密融合的生动事迹,激励广大气象干部职工奋发向前、不懈努力,为推进气象科技能力现代化和社会服务现代化凝聚力量。


2025年汛期,多轮强降雨带来挑战。气象部门精准预报雨带变化,为防灾调度争取了宝贵时间。这精准预报背后,“地形密码”功不可没——影响降水落区的山脉走向、坡地角度被转化为代码,在数值预报系统中发挥作用。而中国气象局地球系统数值预报中心的薛海乐,就是破解这些密码的一员。



工作中的薛海乐 受访者供图


黄土启梦:从沟壑中走出的逐梦人


1982年,薛海乐出生于陕西榆林子洲县的农村家庭。黄土高原的沟壑纵横和母亲那张泛黄的1962年中专录取通知书,是他童年深刻的记忆。那年母亲考上中专,却因学校停办返乡,这份读书的“遗憾”,成了母亲让他“好好上学”的执念。


年少的薛海乐不懂母亲的期望。初三毕业没考上高中,他便去工地搬砖。两个月后,灰头土脸回家,母亲让他再读一年初三。望着窗外的黄土坡,想起母亲的遗憾,他突然醒悟。此后一年,他带着母亲的期望努力学习,第二年提前录取中考选拔,他以第二名成绩考入子洲中学预科班,这时他明白读书是为了看更大的世界。


2002年高考,向往兰州大学物理系的他,因分数差几分被调剂到大气科学系。拿到通知书时,他对“大气科学”很陌生。开学后他发现,兰大对大气科学的数理要求和物理系一样高,流体力学与他喜欢的物理原理相通,比单纯学物理更有趣。看到纳维 - 斯托克斯方程能刻画风云变幻,他放弃转专业,决定研究能解决实际问题的大气科学,从此与气象事业结缘。


这个选择让他遇到两位重要导师。2007年,他被保送至中国气象科学研究院攻读硕士,师从沈学顺。沈学顺治学严谨,要求学生从物理原理出发做数值方案和代码实现,论文标点都不能出错。“模式研发容不得马虎”,这些话让他铭记。同时,数值预报要结合实际需求构建方案。这些教诲奠定了他严谨求实的科研态度。


读博时,他师从丑纪范院士。两位导师风格互补,沈学顺让他严谨,丑纪范鼓励他创新。丑院士的“反问题”理念让他眼前一亮,这种风格塑造了他既重根基又敢突破的科研性格。


破局之道:从地形攻坚到“海陆对话”的创新突破


2013年,薛海乐博士毕业后进入中国气象科学研究院,开始数值预报模式研发。在他看来,用数学和计算机语言复现大气运动规律是科学难题,而他研究的“小尺度地形对大气的作用”是精准预报的关键。“挑战背后是守护百姓平安的价值”,这是他攻坚克难的初心。


2021年,中国气象局地球系统数值预报中心成立,薛海乐调入该中心模式技术室,承担让自主研发模式更精准,特别是在中小尺度天气模拟上取得突破的任务。他说,数值预报像在电脑里“复刻”大气,地形是最复杂的部分。一座山的坡度、走向和风的来向,都会影响气流和降水预报。2022年,他将自主研发的方案应用到业务模式,却遭遇挫折,模型与实际偏差大。


那段时间,薛海乐自我怀疑,但沈学顺的叮嘱让他振作。他扎进图书馆,把《高等大气动力学》翻烂,笔记写满经典文献,公式推导堆满草稿纸。两个月后,他设计出接近实际的数学模型。


新问题又出现,方案业务化测试时部分个例溢出。他和团队仔细核对数据,找到根源:喜马拉雅和昆仑山脉地形数据有“深坑”。他们修正数据、优化参数,最终模拟图与观测数据吻合,团队欢呼。这项成果有望年底业务化,将提升风和降水预报精度,此前团队已将复杂地形区域地面风预报精度提高10%,降低了防灾减灾成本。


在地形研究基础上,薛海乐视野拓展。2023年成都大运会、杭州亚运会期间,他的方案精准预报强降雨。预报员反馈让他意识到单一要素优化不够,沿海大城市强降水受多因素影响。2024年,他申报项目提出“让地形与海洋‘对话’”。


同事孙明华觉得薛海乐“不按常理出牌”。他找到孙明华,提出沿海大城市强降水受海洋影响,而现有模式很少考虑海浪作用。他们查阅文献,发现国际相关研究少,决定尝试。他带领团队将海洋参数融入地形模型。


如今,“非均匀下垫面建模技术研制及其对大城市群极端强降水预报的改进研究”项目获批。孙明华感慨这打开了多学科融合新思路,而这源于薛海乐“贴合实际,大胆创新”的理念。


征途不止:人才筑基,迈向“更精细”的预报之路


如今薛海乐成果丰硕:主持4项国家级项目,多项技术纳入国家重点研发计划,入选“中国气象局青年气象英才”,成为博士生导师。但他最自豪的是代码在业务系统稳定运行,预报精度提升让防灾减灾更有底气,这种“科研为民”的成就感远超荣誉。


薛海乐感恩团队和平台。他提到在德国交流,国外同行的严谨协作精神让他触动,他们严格验证、发起模式比较计划。中国气象局和数值预报中心为青年人才搭建平台,通过国际交流拓宽视野,以人才计划助力成长,多名青年成为骨干。“模式自立自强,人才必须自主培养”,数值预报中心提供全链条支持,让气象人专心研究。


如今,数值预报中心建立国省统筹研发机制,搭建科研平台,吸引科研力量。薛海乐研究更坚定,他筹备“城市建筑群对近地面风场的影响”研究。他表示未来要围绕城市精细化预报和全球天气气候一体化模式发力。


温情守护:“浪漫”藏于“天气”,“热爱”传递给“下一代”


同事说薛海乐办公室总有学生。作为兼职导师,他带过7名学生,在研究和论文上倾注心血。他常说做数值预报要打牢基础。


2025年春节,学生许澳论文收到修改意见,薛海乐立刻帮忙,从逻辑到标点都仔细指导,甚至通宵完善。许澳感动,明白气象科研要有严谨态度和热爱情怀。


除学术指导,薛海乐关心学生成长。学生不适应,他带学生骑行、讲解地理气候;学生想家,他分享自己经历。



薛海乐(右一)与学生合影 受访者供图


薛海乐对家人也有温情。妻子说他的浪漫别人不懂。爬山时他讲气象知识,家里对话也和气象有关。但准备答辩时,他会拉妻子当听众,用书架和吹风机演示地形对气流的影响。他每天为家人准备咖啡、带儿子认云,让科研有了烟火气。


采访结束时,薛海乐回到电脑前,屏幕上的日志是下一代模式雏形,更多“地形密码”等他和团队破解。


作者:唐淼


原标题:《薛海乐:破解“地形密码”,赶赴风云之约》


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