陳思宇與團隊在觀測站采集數據（受訪者供圖）

干燥、病菌、死亡，這與沙塵有關。

降水、營養(yǎng)、生命，這也與沙塵有關。

在許多人的印象中，沙塵總關聯著空氣污染，但在青年科技工作者陳思宇的認知里，沙塵是氣候系統(tǒng)里的重要組成。

在空氣中隨處可翻起的沙塵，作為大氣氣溶膠的重要組成，環(huán)繞在地表之上，成為吸收大氣輻射、冷卻地表的“陽傘”。升至空中，它會成為云的凝結核，影響降水量。而沉降到陸地或海洋中，它也能為一地帶來天然的肥料。

可以說，沙塵在空氣中的循環(huán)，正是地球的體表在呼吸。陳思宇的研究，便是要破譯沙塵在這場旅行中，如何與地球多圈層發(fā)生互動。

如今，觀察沙塵旅程近20年的她，正在數字世界里搭建著一個摹擬現實的沙塵模型。她耐心地細化著模型的運轉機制，在這一過程中，自然和人為活動，如何通過沙塵作用于氣候系統(tǒng)，逐漸變得清晰。

2024年3月，蘭州大學大氣科學學院教授陳思宇，獲得第十九屆中國青年女科學家獎。采訪中，她幾乎不提自己獲得的榮譽。談論起個人時，陳思宇似乎變成了一粒沙塵。她更愿意將自己的探索匯入一條科研的河流，無數人投身于此，一點點建起我們理解世界的脈絡。

復雜系統(tǒng)的沙塵

四周是一片沉默的黃沙。偶爾碰到的羊群，對于在塔克拉瑪干沙漠里跋涉多日的野外試驗工作者來說，也是一份特別的幸運。

孤獨，是深入野外的大氣科學家們面臨的第一課。

第一次進野外科考時，迎接陳思宇所在大部隊的，是兩名提前一個月進野外搜集數據的師兄。終日不見旁人，兩名師兄已在觀測時彼此聊盡了人生。語言成為不常用的工具，及至大部隊與他們會合時，他們連話都說不太通順。

那是2008年。在外部環(huán)境一片熱鬧之時，陳思宇記得的，是黃沙中無盡的孤獨?；哪型ㄐ判盘柌?，沉默的觀測中，人們聽見最多的，是黃沙在風中講述自己的故事。

歷史上的沙塵，并不是生命的終結者，反而是孕育陸地生命的源頭。

在沙漠中央，空氣在熱力下抖出波紋狀，總被幻視成水分的流逝。人行走在其中，連發(fā)絲都覺得缺水。然而正是這份干燥，讓地表產生出松散的沙塵顆粒，隨風為下游區(qū)域帶來了能培育生命的土地。

260萬年前，在地殼運動中持續(xù)抬升形成的青藏高原，改變了亞洲大陸的地理形態(tài)，為亞洲大陸帶來了現代的季風系統(tǒng)。聳立的喜馬拉雅山脈，阻擋了印度洋吹來的水汽，讓原本便遠離海洋的亞洲內陸愈加干旱少雨。

在季風的吹刮下，亞洲內陸的地表沉積物逐漸被風化、剝蝕，變成大量干燥松散的沙礫。這些沙礫在碰撞中變得更為細碎，被地表的風吹揚起來，隨西風一路吹入中原。粉塵落到地面，積累而成中國農業(yè)文明的基礎—黃土。

可以說，在西風帶上吹拂千百萬年的沙塵，是促成文明誕生的機緣之一。黃土的主要成分與沙塵一致，均是二氧化硅。這一穩(wěn)定的化合物讓土壤顆粒內部存在大量縫隙，這也為生物所需的礦物質和有機質提供了儲存空間。

由此，植物得以在這肥沃的土地上迅速生長，黃土地上的人類祖先，逐漸發(fā)展出耕種的技藝。物質來源的穩(wěn)定，讓文明在此萌生與延續(xù)。

但夾雜在風里一路旅行的沙塵，來源龐雜，途經地區(qū)的濕度、風速、風向等因素，均會影響其走向。它的來處與去處，盡管與文明的誕生息息相關，卻仍是一個難以被準確把握的謎團。

古人用“捕風捉影”一詞，形容不可能之事。而陳思宇所研究的，正是要通過捕捉沙石等物質世界的碎屑，描繪出其隨風旅行的痕跡。

在她進入導師黃建平的團隊時，黃教授的團隊已在我國西北干旱半干旱區(qū)的氣候與環(huán)境觀測領域進行了數十年的積累。東亞沙塵的兩大源頭，塔克拉瑪干沙漠和戈壁沙漠，已化作密密麻麻的數據，被描摹在研究員們的計算機里。

但比數據更接近真實的，是背后隱藏的規(guī)律。

大氣科學需要處理的數據，往往是海量。在沒有計算機的時代，人們曾投入上百號人，花數月的時間計算特定某日的天氣預報，但仍難成功。在接近規(guī)律之前，科學研究需要無數次類似的實驗。這在現實的尺度上難以實現，團隊想到，用計算機建立一個沙塵模型，將觀測而來的數據導入其中，模擬一個人造的數字環(huán)境。

初入課題組的陳思宇接過了這個任務?！吧硥m在局地產生，但它的影響是作用于全球的。像北非的沙塵，可以繞球輸送，并在輸送過程中通過改變輻射來改變空氣環(huán)流，進而影響北美和印度的降水?！?/span>

沒人能完整看到沙塵在這么大范圍內的旅程，甚至在當時，連蘭州每年的沙塵來源，都難以得到清晰與全面的解釋。通過模型，人們希望沙塵旅行的規(guī)律，將會變得更為直觀。

為何前進

接手沙塵數值模型建設時，陳思宇更多是跟著團隊的研究需要走。和直面自然的觀測相比，她對坐在計算機前整理數據談不上有太多喜愛。

理論世界的神秘之處在于，這條橫亙在表象之上的規(guī)律，人類只能無限接近，而難以完全掌握，但反而讓投身其中的人，更著迷于每一寸向前的可能。

根據前人估算，每年，東亞地區(qū)約有6億噸沙塵被吹至空中，其中20%被傳輸到我國內陸，50%向東走得更遠，一路被傳輸至韓國、日本、太平洋地區(qū)，最遠甚至抵達格陵蘭島。每年春夏，隨著西風增強，沙塵天氣總會如期造訪我國北部。研究沙塵氣溶膠的釋放、傳輸及其與天氣氣候相互反饋，對提高沙塵災害精細化預報，預防沙塵天氣引發(fā)的次生災害，最大限度降低人類生命財產損失至關重要。

早期，由于觀測方便及起沙量大，位于南疆的塔克拉瑪干沙漠，是重點關注對象。轉向數值研究后，陳思宇將海量觀測數據放入數值模型，進行東亞地區(qū)沙塵的起沙和傳輸路徑模擬。但在逐個輸入沙源數據時，陳思宇發(fā)現，塔克拉瑪干沙漠的傳輸量，與東亞沙塵的傳輸量之間有較大出入。

“沙塵的釋放是一個復雜過程，不是風一吹它就走了，它受各種地形條件及氣象條件的制約?！蓖ㄟ^模擬，陳思宇發(fā)現，盡管塔克拉瑪干沙漠是東亞地區(qū)起沙能力最強的沙源，但在三山環(huán)繞的盆地之處，塔克拉瑪干沙漠的傳輸能力并不強。

由于其近地面以東風為主，且沙漠上空風速較小，2007—2011年的衛(wèi)星遙感數據顯示，在起沙強烈的春夏兩季，塔克拉瑪干沙漠的沙塵在被風吹起后，實際向外傳輸量僅占三成。

對東亞沙塵傳輸貢獻最大的，是處于蒙古高原地區(qū)的戈壁沙漠。在模型模擬和遙感觀測數據的擬合下，陳思宇發(fā)現，戈壁沙漠雖起沙量弱于塔克拉瑪干沙漠，但由于其地勢較高，在頻繁的西風影響下，戈壁的沙塵總是高高揚起，隨后趁著猛烈的西風，遠距離輸送到東亞各地。簡單來說，在地形與氣候的便利下，戈壁的沙塵更容易向外旅行。

2017年，陳思宇團隊發(fā)表了這一基于衛(wèi)星遙感數據的分析結果，首次詳細比對了東亞兩大沙塵源的釋放、傳輸和沉降過程，并解釋了其原因。這一分析，在后續(xù)2021年及2023年數次大型沙塵天氣中，均得到了觀測驗證。

在科研路上行走漸遠，陳思宇也逐漸意識到，擁有對現象的解釋力不僅關乎科研能力，也與話語權相關。

2021年3月，一場沙塵暴席卷我國北部，NASA官網有文章分析，這場強沙塵天氣可能源于中國西北。“當時，國際上許多觀點會基于塔克拉瑪干沙漠的釋放量大，不經考證地判斷沙源主要來源于我國，這是不對的?！标愃加畋硎?，通過數值模擬分析和圖像判斷，有證據證明這場沙塵主要來源于蒙古跨境輸送。

隨著國內防治荒漠化的工作有所進展，國內部分沙塵源已得到控制，外來沙塵源的影響正逐漸凸顯?！白鳛橐幻袊拇髿饪萍脊ぷ髡?，我們有責任通過自己的研究糾正國際上對我國氣候和環(huán)境問題的錯誤判斷?！?/span>

這并非出于指責。在科研人員看來，沙塵無國界。只有解釋更貼近現實，才能以更有效的方式理解與治理。

隨著模型精度的進一步調整，陳思宇團隊發(fā)現，不僅境外沙塵對我國環(huán)境影響的占比上升，非自然源的人為沙源，也成為了城市地區(qū)重要的沙塵來源?；诖?，在研究了近8年自然沙塵的數值模擬后，陳思宇選擇轉向，扎進了來源更復雜、理論基礎更少的人為沙塵數值模擬研究。

無論是增加觀測戈壁沙漠的數據，還是補充細化人為沙源來源，這份不斷打磨模型的工作，幾乎沒有結束的一天。但驅使陳思宇走下去的原因越來越多。興趣和責任，均讓她難以停下腳步。

“科學探索是一場永無止境的探索之旅。已有知識之外仍是一片廣袤的未知領域，不僅令人敬畏，也充滿了人類試圖理解大自然運作方式的渴望。”在摸索規(guī)律的過程中，失敗與困難如此平常，以至于她想不起來是否有哪一次比較特別。但向前的信念，讓她甚少懷疑意義?！懊恳淮问。覀兌荚陔x成功更近一點?！?/span>

陳思宇在甘肅臨夏廣河第四中學做科普教育時的合照（受訪者供圖）

眾行者遠

如沙塵自有軌跡一般，從一名科研工作者身上向后望去，往往也能看見一條精神的脈絡，在她身后延續(xù)。

帶領陳思宇入門的導師黃建平教授，常提的一句話是：“西部的事情，如果西部的科研工作者都不研究，誰來研究？”我國西北高原毗鄰兩大沙源區(qū)，地處氣候敏感的半干旱地帶，是一個絕佳的深入研究氣候變化與環(huán)境問題的場所。但由于遠離經濟與文化中心，在相當長一段時期內，這片土地上的氣象觀測數據與研究都處于稀缺狀態(tài)。

2003年，在國外工作十年有余的黃建平在其博士生導師丑紀范的感召下，回國任蘭州大學大氣科學學院首任院長?；貒埃S建平為NASA朗利研究中心高級研究員，與原單位相比，當時的蘭州大學大氣科學學院正處草創(chuàng)階段，且亟待發(fā)展相關基礎設施。

彼時，美國已有先進的超級氣象觀測站。黃建平回國后，決定在蘭州這一半干旱區(qū)亦建立一座具有國際水準的觀測站—SACOL，點位定于蘭州大學校內海拔1961米的萃英山上。有了一手的數據支撐，此后的研究才有基礎。

建站時，萃英山尚未修路，經費與人手均短缺，這座觀測站幾乎是工作人員和同學用木板和繩子捆著儀器，一點點步行將其“搬運”上山的。及至觀測站修好，由于上下山麻煩，駐站觀測的研究員往往在山上一待便是一個多月。陳思宇上山給他們送物資時，研究員端來了一盆黃瓜炒菜作午飯招待，這黃瓜被人特意去了芯。她原本以為是研究員講究，吃到口中才發(fā)覺，黃瓜已經放得纖維化，若非去芯，已難以下咽。

團隊里的人甚少提及辛苦，只是一次次重回觀測現場，密實地記錄數據。SACOL觀測站的數據，填補了我國西北地區(qū)氣溶膠、云、降水、陸氣相互作用等長期連續(xù)綜合集成觀測的空白，并為后續(xù)進一步揭示東亞氣溶膠傳輸路徑等研究，提供了數據基礎。

在剛步入科研現場時，陳思宇望著總是灰頭土臉想洗澡的前輩們，也曾不解：是什么值得他們樂此不疲？但真正走入這一捉摸不定的領域后，解謎的樂趣，也讓她不愿再多談辛苦?！霸诘玫揭恍┱滟F的數據或發(fā)現了一些規(guī)律時，它們帶給你的興奮感是遠超困難的。”

她希望將這種興奮延續(xù)下去。如今，陳思宇不僅是一名科研工作者，也是一名大學教授。她深知，科學研究依靠的不僅是塔尖的少部分天才，更需要無數熱愛科研的人，在各自的位置一點點筑起基石。

但執(zhí)教以來，一個困惑逐漸縈繞在她內心。她發(fā)現，中學與大學教育之間似乎仍存在知識區(qū)隔，大氣科學的課堂上，許多學生是調劑而來，對這門專業(yè)的認知和想象都很少。

這一感受，在今年一次走入中學的科普活動中，得到了確認。在臨夏廣河第四中學，陳思宇發(fā)現，學生們對未來職業(yè)的想象仍與20多年前她讀中學時的想象相似，常見的醫(yī)生、老師、律師等職業(yè)頻現于學生們口中，但對于其他職業(yè)和專業(yè)，學生們知之甚少?？茖W停留在應試范疇，不少學生表露出對學習的迷茫。

曾經歷過科研樂趣發(fā)掘期的陳思宇知道，這源于學生們未曾有機會碰觸科學研究的大門。其實，身處這片干燥的土地，對沙塵的認知與感情，早已融入學生的日常經驗，即使陳思宇的課堂結束，仍有不少學生圍著她，詢問沙塵的旅行的相關問題。

面對這些求知的學生，陳思宇隱隱覺得后悔，為自己沒有更早地出現在中學課堂里，讓更多學生了解知識的樂趣。

和許多當代科學家不同，陳思宇的求學路徑幾乎一直圍繞著家鄉(xiāng)蘭州。生于斯也學于斯，她更清晰地感受到，處于發(fā)展階段的西部，不僅要向外吸引人才，更需要培養(yǎng)本地的人才，讓西部不再成為一個科研上的“邊緣”。“西部的面積很大，也需要很多人力來做貢獻。”

她將自己的科學啟蒙歸結于幸運。中學時期，陳思宇所在的班級有一位對天氣現象飽含熱情的物理老師，在他的啟蒙之下，班上大多數學生開始感興趣于身邊的自然現象，陳思宇也在他的引導下，關注起身邊的沙塵氣候。

但如今，她深知更廣泛的科普工作不能依靠“幸運”，在貿然地作出選擇之前，學生們應當有更多機會了解自己未來的道路?！翱破帐莻€系統(tǒng)工程，它應讓大家理解自然科學的本質，希望在同學們未來的人生選擇中增添這一選項。”

在氣候變化和治理成效的影響下，吸睛的沙塵暴正在逐漸淡出公眾視線，但陳思宇知道，沙塵永不止息，而與它相關的話題，永遠需要有人來關注。

讓陳思宇安心的是，自己不是一個人在跋涉。在踏上科研道路之始，她已見到許多跋涉許久的前輩，仍癡心于討論氣候的細微變化。基礎學科的重大變革背后，是無數科學家于精細處進行的謹慎論證、緩慢推動。在這條接力前行的脈絡里，陳思宇投身的，是人類愚公移山般建立起的認知大廈。

“科學研究不是只適合于天才型選手?！边@個大廈或許沒有完工的一天，但她知道，會有無數如她一般被純粹科學吸引的人致力于此，成為一塊托起下一步的基石。

在這條路上，除了興趣與耐心，她認為不應有更多的篩選標準。