汤秋鸿：为活水探源头

　　 水是生命之源，汤秋鸿是站在源头，观察人类活动的人。

　　极端降水、高温热浪……自然灾害背后，人类究竟扮演怎样的角色？又如何在洪涝等灾害中保护人类？从与“水”的“萍水相逢”，到“知水善用”，20多年来，中科院地理科学与资源研究所研究员汤秋鸿打开了一个又一个水与人类之间的“黑匣子”。

　　“我喜欢挑战”

　　与水的结缘，是一场“机缘巧合”。

　　1997年，还在读高二的汤秋鸿，抱着试一试的心态参加了当年的高考，并填报了清华大学。由于没想到能考上，他便委托别人帮忙选了一个专业——水利。

　　得知考上，汤秋鸿惊喜之余却有些纠结，因为对所报专业不够了解，他感到心里有些“没底”。

　　“去！”短暂犹豫后，喜欢挑战的汤秋鸿，决定再试一试。就这样，他走进了清华大学水利水电工程系，并响应国家重大需求，在三峡大坝等水利工程建设中得到了历练。

　　时代的发展催生了新的科学需求。水利工程在发挥重要作用的同时，也面临水资源过度开发导致河流湖泊干涸等生态环境问题，水文水资源研究逐渐成为国家新的重大需求。

　　做水利工程师，还是做科研解决新问题？临近大学毕业，不少同学选择了前者，虽然汤秋鸿心中隐隐有了科研的选择，但他并不确定自己是否真的适合。

　　“我喜欢挑战，凡事喜欢试一试。” 这一次，他的挑战和尝试，彻底将人生带向了科研的道路，而他的科研引路人正是时任清华大学教授的胡和平。

　　有一次，汤秋鸿与导师前往塔里木河考察，发现塔里木河有严重的径流散耗现象，越往下游，河水越少，直至下游断流。

　　仔细研究后，他们找到了造成塔里木河下游断流的“真凶”——上游农田灌溉过度扩建导致的过度引水。这项研究也为汤秋鸿日后将人类活动引入水文模拟研究奠定了重要基础。

　　汤秋鸿告诉《中国科学报》，起初他也会被编程等技术分析上的工作难住，但随着难题的逐渐攻克，他慢慢产生了更多兴趣，并开始享受科研的过程。

　　随后，汤秋鸿又前往东京大学攻读博士学位。当时，国际上对自然环境变化的水文响应研究较多，而系统考虑人类活动影响的研究则很少。

　　为了更全面深入地了解陆地水循环及水资源演变，他开始将人类用水活动引入到陆面水文模型，并在回国后将该成果发展成全球尺度分布式生物圈水文模型DBH，既考虑了自然因素对陆地水循环在全球尺度下的影响过程，又考虑了人类用水活动等在区域尺度下的重要过程。

　　DBH模型还作为跨部门影响模型比较国际计划（ISIMIP）中来自中国的代表模型，为联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）评估报告提供了气候变化影响评估结果，被国际学术界广泛使用。

　　回国 是初心也是诺言

　　实际上，在日本读博的三年，汤秋鸿对知识更感渴望。

　　在他看来，虽然日本有高性能计算集群，但很多水文模拟的核心技术还是源自美国。为了学习更前沿的科学技术，2006年汤秋鸿在博士毕业后前往美国华盛顿大学从事博士后研究。

　　在这一时期，汤秋鸿在美国国家航空航天局项目资助下探索了基于遥感信息的水情监测及季节预报技术，该技术被应用于美国西部的旱情和水资源监测预报。

　　看着自己的研究成果得以应用，汤秋鸿却没有太大的成就感，“如果这些科技成果能服务自己的国家，我觉得更有价值，更有成就感。”

　　在外深造的这些年，汤秋鸿时常思考应该什么时候回国，“我出国的目的很简单，就是去学习先进的科学技术，学成之后肯定是要回来服务国家的。”

　　实际上，汤秋鸿在出国前还与中国工程院院士雷志栋先生有一个“君子约定”。

　　由于去东京大学留学需要专家的推荐信，汤秋鸿找到时任清华大学水利系主任的雷志栋先生，但雷先生却提出了一个“前提”，写推荐信可以，但要保证学成后回国做贡献。

　　听到这个“前提”，汤秋鸿毫不犹豫地答应了。虽然这个“约定”与自己的初心本就一致，但这件事还是为他日后坚定服务国家的情怀产生了深刻的影响。

　　2010年，汤秋鸿感觉回国的时机到了。同年，他加入中科院地理资源所，希望将所学献给祖国的科学事业。

　　“必须有所创新”

　　暴雨，洪涝，干旱……人们一直在与灾害赛跑。

　　回国后，为了打破洪旱灾害防范的“最后一公里”，汤秋鸿开始带领团队开展全球变化影响下水安全风险预估与应对的研究。

　　其中，针对我国洪涝灾害，汤秋鸿团队研发了全国范围高精细（空间分辨率500米，时间分辨率30分钟）洪水风险实时监测预报平台，该平台可以获取逐日城市内涝和农田渍涝高风险重点监测区，现应用于应急管理部国家减灾中心。

　　在相关研究基础上，汤秋鸿还主持编制了《中国气候变化下的环境风险地图集》，该书入选施普林格·自然首颁的“中国新发展奖”。

　　汤秋鸿表示，全球变化水文学是一个新兴的交叉学科，陆地水循环除了受人类用水活动等因素的影响，还受到大尺度环境变化的影响，例如全球气候变暖，但目前综合集成自然和人为因素影响的研究还不够深入。

　　他告诉记者，最难的并非研发模型本身，而是搞清楚水循环与地球系统其它过程复杂相互作用机制和机理，好比造车，首先要知道每个零部件的作用，才能开始组装。

　　为此，汤秋鸿带领团队开展了多学科综合集成实验和试验，揭示了陆地水循环系统演变的主要驱动机制，构建了陆地水循环系统演变的数值模拟工具，“我们希望将水循环变化背后的机理都‘搬’进计算机中，把真实地球水循环在超级计算机里数字化重现，科学预测全球水系统演变。”

　　近年来，汤秋鸿不断挑战自己，拓展全球变化水文学。在他看来，靠一个不变的模型去开展批量重复科研，是一种可怕的科研舒适区，只有时刻保持创造力和好奇心，才能探寻更多科学的未知。

　　在这方面，汤秋鸿对学生有一样的要求。在具体研究上，他会给予学生充分的自由和空间，但前提是必须有所创新，“科研必须要创新才有价值，不能只是简单地把别人的东西拿过来重复一遍。”

　　在这样的学术氛围中，汤秋鸿团队形成了一支具有创新活力的全球变化水文学研究队伍。

　　“我们将面向国家重大需求，推进水科学发展，支撑国家水安全保障和水资源可持续利用。”汤秋鸿表示。