郑小童（中）与团队成员讨论科研课题。受访者供图
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“预计明天早上局部地区有雨”“未来三天气温将达到××摄氏度”……居住在地球上，天气在每个人的生活中“润物无声”。晴雨风雪、电闪雷鸣，每一种气象变化都是地球气候系统影响下的表现。当我们想知道未来天气如何时，天气预报员能够告诉我们未来三天或一周的天气信息。而随着地球气候的不断变化，未来10年、50年甚至100年的气候又会如何？地球是人类唯一的家园，提前预测气候可以帮助人类及时规划，制定科学合理的解决方案。中国海洋大学海洋与大气学院教授郑小童，守望日月风云，用更长远的“眼光”，为地球未来预测。
本版撰稿
观海新闻/青岛早报记者
钟尚蕾
“监控”全球气候发展
“我们这个世界未来的每一种变化状态，都可以通过气候的镜头来审视。”近几年，全球围绕地球变暖所带来的各种气候变化，如海平面上升、各种极端天气频发等现象开展研究，对地球的未来长期气候进行“预测”。科学家们所解决的问题，就是提前预判50—100年后地球的样子。
数十年来，全球科学家一直根据观测和数值模型提供的天气数据，如湿度、温度、气压、风速等以及其他大气、陆地和海洋条件，对未来几天到一周的天气进行预测。而如今，为了解决由于全球变暖导致发生的各种气候问题，科学家们需要做出更长期的预测，应对日益严峻的气候变化现象，来保护人类生存的地球。而郑小童就是该研究领域中的一员。“大气科学是研究大气成分、运动规律、与其他圈层相互作用、以及如何利用这些规律为人类服务的学科。”在郑小童看来，夜悟天象，明看风雨，大气科学的奇妙让他对气象领域充满热爱与好奇。
作为一名80后，郑小童从小学到大学一直在青岛就读。“生在海边，自然对海洋有特别的感情。”深受青岛这座海滨城市的影响，使得郑小童从小就对海洋有着浓厚的探索欲。考入海大后，他毫不犹豫地选择了大气科学专业。“海洋与大气是密不可分的一个整体，两者有着千丝万缕的联系。”就这样，郑小童在大气科学专业以优异的成绩硕博连读，又在国外的知名大气科学专业高校进修，回国后郑小童决定留在青岛，留在海大，深耕气候变化，全球变暖下极端天气的研究。“正如电影《后天》演示的那样，如果全球变暖继续恶化下去，各种极端天气就会越来越频繁。”如何预测未来几十到上百年的气候变化？郑小童向记者介绍：“以厄尔尼诺-南方涛动和印度洋偶极子为代表的年际尺度上的热带海气耦合模态，对全球气候有重要调控作用，是全球和我国气候短期预测的重要依据。”郑小童表示，热带海气耦合系统就像一个“微缩版的气候系统”，能够“调控”海洋与大气之间发生相互作用过程，科学家们可以通过这些模态对全球气候进行预测。自上世纪中叶，科学家们逐渐建立了热带海洋-大气耦合动力学框架，能够描述和预测热带海气耦合模态的年际变化。然而，在当前温室气体排放增加造成的全球温度上升（即所谓全球变暖）背景下，热带气候系统会产生显著的变异现象，并调控海洋-大气耦合模态的特征。郑小童认为：“简而言之，就是在全球变暖的背景下，地球气候系统进入到一个新的状态，这一状态会通过改变气候模态，引起更多极端天气，这将成为全球气候变化研究的重要前沿问题。”
提供全球变暖解决思路
气候变暖会带来什么影响？回顾近几年，我国多地频发暴雨、台风、寒潮等极端天气，多数也受到全球变暖的影响。为了解决全球变暖对极端天气的影响问题，多年来全球的科学家们建立起复杂的气候模式，对全球变暖现象进行模拟和预测。而郑小童的工作，就是使用这些气候模式的预测结果，分析热带海洋-大气系统对全球变暖响应的物理机制，即根据基本的数理方程和海量的模式模拟资料，对未来气候可能出现的变化进行预测，对未来可能出现的极端气候灾害进行预警。
厄尔尼诺-南方涛动作为年际尺度上最强的海气耦合模态，对于全球气候和极端事件有重要影响和预报意义。由于其过程的复杂性，厄尔尼诺-南方涛动强度的未来变化在不同数值模式模拟中的表现很不一致。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的近几次报告都对厄尔尼诺-南方涛动强度未来如何变化这一重要问题没有一致的结论。该问题已成为目前气候变化研究中的难题之一。对此，郑小童从厄尔尼诺-南方涛动形成的正、负反馈机制入手，通过对气候模式模拟差异的定量分析，揭示了热带太平洋平均态增暖和年际变化的厄尔尼诺-南方涛动变化之间的联系，为解决全球变暖难题提供了思路。
“目前一个重要的问题是，不同的气候模式对全球变暖下各种气候变化现象的模拟结果大相径庭，这严重影响了对未来气候的预估水平。”近几年，郑小童对全球变暖背景下的气候变化进行了系统研究，揭示了全球变暖下海洋与大气发生的各种变化原因，进而理解极端气候发生的可能变化。郑小童表示：“不光是热带气候模态，随着全球变暖，气候变化信号会改变地球的各个方面。举例来说，全球变暖造成两极冰盖融化，导致海平面升高。如果不及时解决全球变暖的问题，如果达到气候变化的临界点，海平面上升甚至会导致一些岛国和海滨城市不复存在。”郑小童解释道，这种现象在古气候的温暖期曾经出现过，包括两极冰盖和高山冰山完全融化，海平面会上升数十米。在这种状况下，类似马尔代夫、斐济群岛等海岛将尘封于海平面之下，而像青岛这样的沿海地区也将成为水下城市。“因此，我国提出的‘双碳’目标，不仅是我国社会转型升级的重要战略，也是践行‘人类命运共同体’的责任担当。”
/幕后/
研究成果
“走上”国际
经过多年的探究，郑小童的研究成果在国际上引起了一定的反响。包括美国科学院院士、澳大利亚科学院院士等在内的多个国际研究团队都引用了他的研究工作，并开展了后续研究。而IPCC最近的第六次报告中也认为“气候模式中的平均态海温增暖空间不均匀性的差异是造成厄尔尼诺-南方涛动振幅变化差异的主要原因”，并把郑小童的成果作为重要结论之一在报告中引用。
站在海气相互作用与气候变化研究的交叉前沿，郑小童近年来从热带海气相互作用的基本动力学理论出发，发展了针对海气耦合过程的动力分析方法，评估热带耦合模态的未来变化和影响因素，特别揭示了热带海洋平均态增暖不均匀性和年代际自然变化在未来气候模态变化过程中扮演的重要角色。这一系列工作揭示了变暖气候背景下热带海气耦合系统变化的物理本质，为提高长期气候预测能力提供了坚实的理论解释，有助于人类应对未来的气候变化和极端气候事件。同时，在大气科学研究领域的育人之路上，郑小童也不遗余力地为更多在这一领域充满好奇与热爱的年轻人提供动力与能量，传承学校大气科学的优良风气和传统。
多年来，郑小童指导的学生已经在各行各业为社会贡献力量。他们有的从事气象业务保障工作，有的在高校任教任职，有的已经成为国内科研领域的新鲜血液。对于海洋与大气领域的科研探索，郑小童始终认为，“虽然我们的研究成果可能不像天气预报那样可以验证，或许在十年甚至几十年内都无法证实或证伪，但是这份科研探究的工作，却不能空缺，不能停滞。”他认为，今天人类所享受的每一个日月星辰，同样也是科研前辈默默耕耘的成果，这就是一代代气象科研人的精神与信仰。