文 ｜ 【中國科學報】 見習記者 葉滿山
黃建平（左二）帶領團隊赴東北地區開展大範圍季節性積雪中黑碳物質的外場采樣試驗。受訪者供圖
在廣袤的西北地方，有中國地勢最高的青藏高原，有黃土堆積區最大的黃土高原，還有古老的黃河文明。中國地球科學領域科學家、中國科學院院士黃建平就紮根於這樣特殊的地理環境和人文環境中。
2003年，在美國工作了12年的黃建平回到祖國大西北，投身於半幹旱氣候變遷研究。過去20年裏，他建立了中國第一個半幹旱氣候與環境綜合觀測平台，成功研制出適用於極端惡劣條件下作業的移動監測系統，開拓了幹旱化研究的新思路。他還開創了荒漠化和生態安全評估的新途徑，構建了全球荒漠化和生態安全脆弱性指數，為全球氣候與生態研究貢獻了中國智慧。
以國家需求為己任
1995年聖誕節，出國深造不久的黃建平收到一封博士生導師、中國科學院院士醜紀範的長信。醜紀範在信中說：「你是一個有能力的人，應該投身到祖國建設中，為國家作貢獻。」
後來，蘭州大學計劃建立大氣科學學院，急需領軍人物。這時，黃建平又接到醜紀範的動員電話。於是，他放棄國外的優厚待遇回歸故土，來到祖國最需要的地方。
回國後，黃建平任蘭州大學大氣科學學院首任院長。盡管他早有心理準備，但實際面臨的壓力仍然超出了預期。2004年以前，蘭州大學大氣學科師資力量薄弱、科研基礎弱、科研經費嚴重短缺。
在征求了醜紀範等前輩的建議後，黃建平決定用有限的經費建立一個專註於半幹旱氣候區的氣候與環境觀測站。黃建平意識到，半幹旱氣候區雖然環境惡劣，氣候敏感而脆弱，沙塵暴頻發，大氣汙染嚴重，卻是一個天然的實驗室，是一個可以深入研究氣候變遷和環境問題的絕佳場所。
為了獲取第一手數據，黃建平等人決定將觀測站建在海拔1900多米的萃英山上。山路崎嶇，公路尚未修好，車輛難以通行，黃建平胡團隊成員只能肩扛手提，將沈重的儀器裝置一步步運上山。
經過數月的努力，全國高校第一個具有國際水準的觀測站——SACOL觀測站終於建成，填補了中國西北地方氣溶膠、雲、降雨、陸-氣交互作用等長期連續綜合整合觀測的空白。從此，黃建平與其團隊開啟了與沙塵暴等極端天氣相關的環境和氣候監測工作。
隨著時間的推移，SACOL觀測站獲得的數據越來越多，黃建平的研究也取得了突破性進展。他發現了全球半幹旱氣候變遷的新機理和加速擴張現象，揭示了大氣物理過程與幹旱氣候變遷耦合交互作用的新機理，還揭示了東亞沙塵氣溶膠的傳輸路徑，並在國際上首次提出亞洲沙塵氣溶膠半直接效應的幹旱化作用。這些成果不僅為氣候科學領域帶來了新突破，也為國家的生態安全提供了重要支撐。
提供重要科研數據
青藏高原的氣候環境極為復雜多變。2007年，黃建平帶領團隊透過長期的觀測和研究發現，青藏高原夏季沙塵暴的頻發與特定的氣候條件和地形地貌密切相關。這些沙塵暴不僅範圍大，而且頻繁發生，對當地的氣候和環境造成了深遠影響。
黃建平透過分析實測數據資料後發現，這些沙塵暴攜帶大量的沙塵氣溶膠，氣溶膠具有強烈的吸收性，能夠吸收陽光的熱量，可能會使西藏地區的氣溫上升，從而改變該地區的氣候模式。更為重要的是，這種氣候變遷還可能進一步影響印度季風的發展，使亞洲乃至全球的氣候系統產生連鎖反應。
為了深入研究沙塵暴的成因和影響，黃建平利用先進的模擬技術和塵埃微粒形狀分析手段進行綜合觀測研究後發現，氣溶膠的主要來源並非人類活動產生的汙染物，而是鄰近的塔克拉瑪幹沙漠。沙塵暴將沙漠中細小的顆粒吹揚至高空，形成大量氣溶膠，進而影響了西藏乃至更大範圍的氣候系統。沙塵氣溶膠在大氣中扮演著復雜的角色，它既可以抑制降雨，也可以促進降雨。
黃建平進一步觀測發現，當沙塵氣溶膠進入雲層後，可以作為雲滴的凝結核，使得雲滴快速增大，進而形成雨滴。利用沙塵氣溶膠這一特性，可以更加精準地預測和調控降雨過程，為合理開發利用空中雲水資源、緩解北方幹旱等問題提供理論依據和技術支持。
基於此，黃建平開創了「沙塵與雲和降雨交互作用及對幹旱氣候影響」基礎理論。他還在國際上首次提出亞洲沙塵氣溶膠半直接效應的幹旱化作用，首次發現了青藏高原夏季沙塵暴頻發的典型特征，為沙塵氣溶膠對青藏高原及下遊地區天氣影響研究提供新思路。該成果榮獲2013年度國家自然科學獎二等獎。
2010年，黃建平帶領團隊在中國北方進行了一場大規模的積雪觀測研究。起因是國外機構認為極地冰雪融化速度加快的元兇——黑碳，可能來自中國。
黃建平在北方七省份對近150個觀測點進行了密集觀測。經過數月的努力，他們采集到了2100多個積雪樣品，並對樣品中的黑碳氣溶膠進行了精確測量和定量分析。結果顯示，國外某些研究機構對中國地區積雪中的黑碳含量估計過高，從而錯誤誇大了中國對全球暖化的影響。
而且，黃建平團隊的研究表明，北極地區日益增加的黑碳含量並非主要來自中國。
黃建平表示，這一研究不僅填補了中國積雪中黑碳氣溶膠觀測研究的空白，而且為中國積極應對全球氣候變遷提供了新的科學證據，還為中國有關碳排放領域的外交談判提供了重要的數據支撐。
在後續的科研行程中，黃建平還自主研發了生物氣溶膠雷射雷達，使中國成為除美國、日本之外，少數幾個可以制造生物氣溶膠雷射雷達的國家。
傳承堅守與熱愛
2017年，黃建平領銜的大氣科學學科入選教育部「雙一流」建設學科。2018年他帶領的團隊被評為「全國高校黃大年式教師團隊」。
黃建平經常告訴學生，要想成為國之棟梁，就要具備「黃大年式」的優秀品格和奉獻精神。為了錘煉學生的品格、磨煉他們的意誌，他經常帶領學生參加野外科學觀測試驗。為采集到更準確的數據，野外觀測通常在比較艱苦的地方進行。
黃建平胡學生曾在白銀市景泰縣一處廢棄的農場建立了一座臨時觀測站。景泰縣地處黃土高原與騰格裏沙漠過渡地帶，那裏常年幹旱缺水，連洗澡都是一種很奢侈的行為，但那裏也是理想的沙塵觀測地，可以為野外試驗提供必要的後勤保障。更重要的是，在接近沙漠的地區，沙塵顆粒相對純凈，幾乎沒有被汙染，有利於監測數據進行對比驗證。
在農場的簡陋宿舍裏，團隊成員常常一住就是兩三個月。由於生活條件簡陋，他們經常吃泡麵充饑，飲用水和生活用水都是沈澱後的黃河水。
有一次，黃建平帶領團隊在甘肅民勤的巴丹吉林沙漠開展沙塵暴野外觀測試驗，當地治沙站的工作人員發現黑風暴即將來襲，放下手中的鐵鍬，大聲呼喚他們迅速撤離。但在當時的緊迫形勢下，他們來不及關閉儀器裝置，只能就近躲避。幾分鐘後，強烈的黑風暴裹挾著沙石和塵土如憤怒的巨獸猛撲過來，瞬間將觀測站籠罩在一片混沌之中。
不知過了多久，黑風暴才漸漸退去，觀測站內一片狼藉，床鋪、飯盒和儀器裝置上都覆蓋了一層厚厚的沙土。然而就是這次突襲的沙塵暴，讓沒有來得及關閉的裝置完美捕捉到了強黑風暴演化的全過程，為揭示中國西北地方典型黑風暴的垂直結構，及其發生、發展和減弱機制提供了寶貴的基礎資料。
條件雖艱苦，目標很遠大。黃建平為團隊樹立了「立身荒漠 追求夢想 建立一流」的核心理念，艱苦的野外環境錘煉了他們的品格和意誌，也讓他們堅定了把國家需求作為責任和擔當、建設祖國西北的信念。
黃建平及其團隊的成長經歷，樹立了一個在艱苦環境中一樣可以做出一流成果、培養一流人才的成功榜樣。黃建平在給學生上課時，經常告訴他們「不要看到荒涼的景象就泄氣、迷茫，只有荒涼的沙漠，沒有荒涼的人生」，學生們也因此下定決心留在西北、建設西北。
「我希望年輕的科研人員首先要有家國情懷，要有敢於在惡劣環境中堅持奮鬥的精神品質，在科研道路上持之以恒地追求卓越、不斷創新、不斷進取、馳而不息，永遠奔赴在奮鬥的道路上。」黃建平說。
