王晴

干燥、病菌、死亡，这与沙尘有关。

降水、营养、生命，这也与沙尘有关。

在许多人的印象中，沙尘总关联着空气污染，但在青年科技工作者陈思宇的认知里，沙尘是气候系统里的重要组成。

在空气中随处可翻起的沙尘，作为大气气溶胶的重要组成，环绕在地表之上，成为吸收大气辐射、冷却地表的“阳伞”。升至空中，它会成为云的凝结核，影响降水量。而沉降到陆地或海洋中，它也能为一地带来天然的肥料。

可以说，沙尘在空气中的循环，正是地球的体表在呼吸。陈思宇的研究，便是要破译沙尘在这场旅行中，如何与地球多圈层发生互动。

如今，观察沙尘旅程近20年的她，正在数字世界里搭建着一个摹拟现实的沙尘模型。她耐心地细化着模型的运转机制，在这一过程中，自然和人为活动，如何通过沙尘作用于气候系统，逐渐变得清晰。

2024年3月，兰州大学大气科学学院教授陈思宇，获得第十九届中国青年女科学家奖。采访中，她几乎不提自己获得的荣誉。谈论起个人时，陈思宇似乎变成了一粒沙尘。她更愿意将自己的探索汇入一条科研的河流，无数人投身于此，一点点建起我们理解世界的脉络。

复杂系统的沙尘

四周是一片沉默的黄沙。偶尔碰到的羊群，对于在塔克拉玛干沙漠里跋涉多日的野外试验工作者来说，也是一份特别的幸运。

孤独，是深入野外的大气科学家们面临的第一课。

第一次进野外科考时，迎接陈思宇所在大部队的，是两名提前一个月进野外搜集数据的师兄。终日不见旁人，两名师兄已在观测时彼此聊尽了人生。语言成为不常用的工具，及至大部队与他们会合时，他们连话都说不太通顺。

那是2008年。在外部环境一片热闹之时，陈思宇记得的，是黄沙中无尽的孤独。荒漠中通信信号差，沉默的观测中，人们听见最多的，是黄沙在风中讲述自己的故事。

历史上的沙尘，并不是生命的终结者，反而是孕育陆地生命的源头。

在沙漠中央，空气在热力下抖出波纹状，总被幻视成水分的流逝。人行走在其中，连发丝都觉得缺水。然而正是这份干燥，让地表产生出松散的沙尘颗粒，随风为下游区域带来了能培育生命的土地。

260万年前，在地壳运动中持续抬升形成的青藏高原，改变了亚洲大陆的地理形态，为亚洲大陆带来了现代的季风系统。耸立的喜马拉雅山脉，阻挡了印度洋吹来的水汽，让原本便远离海洋的亚洲内陆愈加干旱少雨。

在季风的吹刮下，亚洲内陆的地表沉积物逐渐被风化、剥蚀，变成大量干燥松散的沙砾。这些沙砾在碰撞中变得更为细碎，被地表的风吹扬起来，随西风一路吹入中原。粉尘落到地面，积累而成中国农业文明的基础—黄土。

可以说，在西风带上吹拂千百万年的沙尘，是促成文明诞生的机缘之一。黄土的主要成分与沙尘一致，均是二氧化硅。这一稳定的化合物让土壤颗粒内部存在大量缝隙，这也为生物所需的矿物质和有机质提供了储存空间。

由此，植物得以在这肥沃的土地上迅速生长，黄土地上的人类祖先，逐渐发展出耕种的技艺。物质来源的稳定，让文明在此萌生与延续。

但夹杂在风里一路旅行的沙尘，来源庞杂，途经地区的湿度、风速、风向等因素，均会影响其走向。它的来处与去处，尽管与文明的诞生息息相关，却仍是一个难以被准确把握的谜团。

古人用“捕风捉影”一词，形容不可能之事。而陈思宇所研究的，正是要通过捕捉沙石等物质世界的碎屑，描绘出其随风旅行的痕迹。

在她进入导师黄建平的团队时，黄教授的团队已在我国西北干旱半干旱区的气候与环境观测领域进行了数十年的积累。东亚沙尘的两大源头，塔克拉玛干沙漠和戈壁沙漠，已化作密密麻麻的数据，被描摹在研究员们的计算机里。

但比数据更接近真实的，是背后隐藏的规律。

大气科学需要处理的数据，往往是海量。在没有计算机的时代，人们曾投入上百号人，花数月的时间计算特定某日的天气预报，但仍难成功。在接近规律之前，科学研究需要无数次类似的实验。这在现实的尺度上难以实现，团队想到，用计算机建立一个沙尘模型，将观测而来的数据导入其中，模拟一个人造的数字环境。

沙尘在空气中的循环，正是地球的体表在呼吸。陈思宇的研究，便是要破译沙尘在这场旅行中，如何与地球多圈层发生互动。

初入课题组的陈思宇接过了这个任务。“沙尘在局地产生，但它的影响是作用于全球的。像北非的沙尘，可以绕球输送，并在输送过程中通过改变辐射来改变空气环流，进而影响北美和印度的降水。”

没人能完整看到沙尘在这么大范围内的旅程，甚至在当时，连兰州每年的沙尘来源，都难以得到清晰与全面的解释。通过模型，人们希望沙尘旅行的规律，将会变得更为直观。

为何前进

接手沙尘数值模型建设时，陈思宇更多是跟着团队的研究需要走。和直面自然的观测相比，她对坐在计算机前整理数据谈不上有太多喜爱。

理论世界的神秘之处在于，这条横亘在表象之上的规律，人类只能无限接近，而难以完全掌握，但反而让投身其中的人，更着迷于每一寸向前的可能。

根据前人估算，每年，东亚地区约有6亿吨沙尘被吹至空中，其中20%被传输到我国内陆，50%向东走得更远，一路被传输至韩国、日本、太平洋地区，最远甚至抵达格陵兰岛。每年春夏，随着西风增强，沙尘天气总会如期造访我国北部。研究沙尘气溶胶的释放、传输及其与天气气候相互反馈，对提高沙尘灾害精细化预报，预防沙尘天气引发的次生灾害，最大限度降低人类生命财产损失至关重要。

早期，由于观测方便及起沙量大，位于南疆的塔克拉玛干沙漠，是重点关注对象。转向数值研究后，陈思宇将海量观测数据放入数值模型，进行东亚地区沙尘的起沙和传输路径模拟。但在逐个输入沙源数据时，陈思宇发现，塔克拉玛干沙漠的传输量，与东亚沙尘的传输量之间有较大出入。

“沙尘的释放是一个复杂过程，不是风一吹它就走了，它受各种地形条件及气象条件的制约。”通过模拟，陈思宇发现，尽管塔克拉玛干沙漠是东亚地区起沙能力最强的沙源，但在三山环绕的盆地之处，塔克拉玛干沙漠的传输能力并不强。

由于其近地面以东风为主，且沙漠上空风速较小，2007—2011年的卫星遥感数据显示，在起沙强烈的春夏两季，塔克拉玛干沙漠的沙尘在被风吹起后，实际向外传输量仅占三成。

对东亚沙尘传输贡献最大的，是处于蒙古高原地区的戈壁沙漠。在模型模拟和遥感观测数据的拟合下，陈思宇发现，戈壁沙漠虽起沙量弱于塔克拉玛干沙漠，但由于其地势较高，在频繁的西风影响下，戈壁的沙尘总是高高扬起，随后趁着猛烈的西风，远距离输送到东亚各地。简单来说，在地形与气候的便利下，戈壁的沙尘更容易向外旅行。

2017年，陈思宇团队发表了这一基于卫星遥感数据的分析结果，首次详细比对了东亚两大沙尘源的释放、传输和沉降过程，并解释了其原因。这一分析，在后续2021年及2023年数次大型沙尘天气中，均得到了观测验证。

在科研路上行走渐远，陈思宇也逐渐意识到，拥有对现象的解释力不仅关乎科研能力，也与话语权相关。

2021年3月，一场沙尘暴席卷我国北部，NASA官网有文章分析，这场强沙尘天气可能源于中国西北。“当时，国际上许多观点会基于塔克拉玛干沙漠的释放量大，不经考证地判断沙源主要来源于我国，这是不对的。”陈思宇表示，通过数值模拟分析和图像判断，有证据证明这场沙尘主要来源于蒙古跨境输送。

随着国内防治荒漠化的工作有所进展，国内部分沙尘源已得到控制，外来沙尘源的影响正逐渐凸显。“作为一名中国的大气科技工作者，我们有责任通过自己的研究纠正国际上对我国气候和环境问题的错误判断。”

这并非出于指责。在科研人员看来，沙尘无国界。只有解释更贴近现实，才能以更有效的方式理解与治理。

随着模型精度的进一步调整，陈思宇团队发现，不仅境外沙尘对我国环境影响的占比上升，非自然源的人为沙源，也成为了城市地区重要的沙尘来源。基于此，在研究了近8年自然沙尘的数值模拟后，陈思宇选择转向，扎进了来源更复杂、理论基础更少的人为沙尘数值模拟研究。

无论是增加观测戈壁沙漠的数据，还是补充细化人为沙源来源，这份不断打磨模型的工作，几乎没有结束的一天。但驱使陈思宇走下去的原因越来越多。兴趣和责任，均让她难以停下脚步。

“科学探索是一场永无止境的探索之旅。已有知识之外仍是一片广袤的未知领域，不仅令人敬畏，也充满了人类试图理解大自然运作方式的渴望。”在摸索规律的过程中，失败与困难如此平常，以至于她想不起来是否有哪一次比较特别。但向前的信念，让她甚少怀疑意义。“每一次失败，我们都在离成功更近一点。”

众行者远

如沙尘自有轨迹一般，从一名科研工作者身上向后望去，往往也能看见一条精神的脉络，在她身后延续。

带领陈思宇入门的导师黄建平教授，常提的一句话是：“西部的事情，如果西部的科研工作者都不研究，谁来研究？”我国西北高原毗邻两大沙源区，地处气候敏感的半干旱地带，是一个绝佳的深入研究气候变化与环境问题的场所。但由于远离经济与文化中心，在相当长一段时期内，这片土地上的气象观测数据与研究都处于稀缺状态。

“当时，国际上许多观点会基于塔克拉玛干沙漠的释放量大，不经考证地判断沙源主要来源于我国，这是不对的。”陈思宇表示，通过数值模拟分析和图像判断，有证据证明这场沙尘主要来源于蒙古跨境输送。

2003年，在国外工作十年有余的黄建平在其博士生导师丑纪范的感召下，回国任兰州大学大气科学学院首任院长。回国前，黄建平为NASA朗利研究中心高级研究员，与原单位相比，当时的兰州大学大气科学学院正处草创阶段，且亟待发展相关基础设施。

彼时，美国已有先进的超级气象观测站。黄建平回国后，决定在兰州这一半干旱区亦建立一座具有国际水准的观测站—SACOL，点位定于兰州大学校内海拔1961米的萃英山上。有了一手的数据支撑，此后的研究才有基础。

建站时，萃英山尚未修路，经费与人手均短缺，这座观测站几乎是工作人员和同学用木板和绳子捆着仪器，一点点步行将其“搬运”上山的。及至观测站修好，由于上下山麻烦，驻站观测的研究员往往在山上一待便是一个多月。陈思宇上山给他们送物资时，研究员端来了一盆黄瓜炒菜作午饭招待，这黄瓜被人特意去了芯。她原本以为是研究员讲究，吃到口中才发觉，黄瓜已经放得纤维化，若非去芯，已难以下咽。

团队里的人甚少提及辛苦，只是一次次重回观测现场，密实地记录数据。SACOL观测站的数据，填补了我国西北地区气溶胶、云、降水、陆气相互作用等长期连续综合集成观测的空白，并为后续进一步揭示东亚气溶胶传输路径等研究，提供了数据基础。

在刚步入科研现场时，陈思宇望着总是灰头土脸想洗澡的前辈们，也曾不解：是什么值得他们乐此不疲？但真正走入这一捉摸不定的领域后，解谜的乐趣，也让她不愿再多谈辛苦。“在得到一些珍贵的数据或发现了一些规律时，它们带给你的兴奋感是远超困难的。”

她希望将这种兴奋延续下去。如今，陈思宇不仅是一名科研工作者，也是一名大学教授。她深知，科学研究依靠的不仅是塔尖的少部分天才，更需要无数热爱科研的人，在各自的位置一点点筑起基石。

但执教以来，一个困惑逐渐萦绕在她内心。她发现，中学与大学教育之间似乎仍存在知识区隔，大气科学的课堂上，许多学生是调剂而来，对这门专业的认知和想象都很少。

这一感受，在今年一次走入中学的科普活动中，得到了确认。在临夏广河第四中学，陈思宇发现，学生们对未来职业的想象仍与20多年前她读中学时的想象相似，常见的医生、老师、律师等职业频现于学生们口中，但对于其他职业和专业，学生们知之甚少。科学停留在应试范畴，不少学生表露出对学习的迷茫。

曾经历过科研乐趣发掘期的陈思宇知道，这源于学生们未曾有机会碰触科学研究的大门。其实，身处这片干燥的土地，对沙尘的认知与感情，早已融入学生的日常经验，即使陈思宇的课堂结束，仍有不少学生围着她，询问沙尘的旅行的相关问题。

面对这些求知的学生，陈思宇隐隐觉得后悔，为自己没有更早地出现在中学课堂里，让更多学生了解知识的乐趣。

和许多当代科学家不同，陈思宇的求学路径几乎一直围绕着家乡兰州。生于斯也学于斯，她更清晰地感受到，处于发展阶段的西部，不仅要向外吸引人才，更需要培养本地的人才，让西部不再成为一个科研上的“边缘”。“西部的面积很大，也需要很多人力来做贡献。”

真正走入这一捉摸不定的领域后，解谜的乐趣，也让她不愿再多谈辛苦。“在得到一些珍贵的数据或发现了一些规律时，它们带给你的兴奋感是远超困难的。”

她将自己的科学启蒙归结于幸运。中学时期，陈思宇所在的班级有一位对天气现象饱含热情的物理老师，在他的启蒙之下，班上大多数学生开始感兴趣于身边的自然现象，陈思宇也在他的引导下，关注起身边的沙尘气候。

但如今，她深知更广泛的科普工作不能依靠“幸运”，在贸然地作出选择之前，学生们应当有更多机会了解自己未来的道路。“科普是个系统工程，它应让大家理解自然科学的本质，希望在同学们未来的人生选择中增添这一选项。”

在气候变化和治理成效的影响下，吸睛的沙尘暴正在逐渐淡出公众视线，但陈思宇知道，沙尘永不止息，而与它相关的话题，永远需要有人来关注。

让陈思宇安心的是，自己不是一个人在跋涉。在踏上科研道路之始，她已见到许多跋涉许久的前辈，仍痴心于讨论气候的细微变化。基础学科的重大变革背后，是无数科学家于精细处进行的谨慎论证、缓慢推动。在这条接力前行的脉络里，陈思宇投身的，是人类愚公移山般建立起的认知大厦。

“科学研究不是只适合于天才型选手。”这个大厦或许没有完工的一天，但她知道，会有无数如她一般被纯粹科学吸引的人致力于此，成为一块托起下一步的基石。

在这条路上，除了兴趣与耐心，她认为不应有更多的筛选标准。