湯秋鴻：為活水探源頭

　　 水是生命之源，湯秋鴻是站在源頭，觀察人類活動的人。

　　極端降水、高溫熱浪……自然災害背后，人類究竟扮演怎樣的角色？又如何在洪澇等災害中保護人類？從與“水”的“萍水相逢”，到“知水善用”，20多年來，中科院地理科學與資源研究所研究員湯秋鴻打開了一個又一個水與人類之間的“黑匣子”。

　　“我喜歡挑戰”

　　與水的結緣，是一場“機緣巧合”。

　　1997年，還在讀高二的湯秋鴻，抱著試一試的心態參加了當年的高考，并填報了清華大學。由于沒想到能考上，他便委托別人幫忙選了一個專業——水利。

　　得知考上，湯秋鴻驚喜之余卻有些糾結，因為對所報專業不夠了解，他感到心里有些“沒底”。

　　“去！”短暫猶豫后，喜歡挑戰的湯秋鴻，決定再試一試。就這樣，他走進了清華大學水利水電工程系，并響應國家重大需求，在三峽大壩等水利工程建設中得到了歷練。

　　時代的發展催生了新的科學需求。水利工程在發揮重要作用的同時，也面臨水資源過度開發導致河流湖泊干涸等生態環境問題，水文水資源研究逐漸成為國家新的重大需求。

　　做水利工程師，還是做科研解決新問題？臨近大學畢業，不少同學選擇了前者，雖然湯秋鴻心中隱隱有了科研的選擇，但他并不確定自己是否真的適合。

　　“我喜歡挑戰，凡事喜歡試一試。” 這一次，他的挑戰和嘗試，徹底將人生帶向了科研的道路，而他的科研引路人正是時任清華大學教授的胡和平。

　　有一次，湯秋鴻與導師前往塔里木河考察，發現塔里木河有嚴重的徑流散耗現象，越往下游，河水越少，直至下游斷流。

　　仔細研究后，他們找到了造成塔里木河下游斷流的“真兇”——上游農田灌溉過度擴建導致的過度引水。這項研究也為湯秋鴻日后將人類活動引入水文模擬研究奠定了重要基礎。

　　湯秋鴻告訴《中國科學報》，起初他也會被編程等技術分析上的工作難住，但隨著難題的逐漸攻克，他慢慢產生了更多興趣，并開始享受科研的過程。

　　隨后，湯秋鴻又前往東京大學攻讀博士學位。當時，國際上對自然環境變化的水文響應研究較多，而系統考慮人類活動影響的研究則很少。

　　為了更全面深入地了解陸地水循環及水資源演變，他開始將人類用水活動引入到陸面水文模型，并在回國后將該成果發展成全球尺度分布式生物圈水文模型DBH，既考慮了自然因素對陸地水循環在全球尺度下的影響過程，又考慮了人類用水活動等在區域尺度下的重要過程。

　　DBH模型還作為跨部門影響模型比較國際計劃（ISIMIP）中來自中國的代表模型，為聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）評估報告提供了氣候變化影響評估結果，被國際學術界廣泛使用。

　　回國 是初心也是諾言

　　實際上，在日本讀博的三年，湯秋鴻對知識更感渴望。

　　在他看來，雖然日本有高性能計算集群，但很多水文模擬的核心技術還是源自美國。為了學習更前沿的科學技術，2006年湯秋鴻在博士畢業后前往美國華盛頓大學從事博士后研究。

　　在這一時期，湯秋鴻在美國國家航空航天局項目資助下探索了基于遙感信息的水情監測及季節預報技術，該技術被應用于美國西部的旱情和水資源監測預報。

　　看著自己的研究成果得以應用，湯秋鴻卻沒有太大的成就感，“如果這些科技成果能服務自己的國家，我覺得更有價值，更有成就感。”

　　在外深造的這些年，湯秋鴻時常思考應該什么時候回國，“我出國的目的很簡單，就是去學習先進的科學技術，學成之后肯定是要回來服務國家的。”

　　實際上，湯秋鴻在出國前還與中國工程院院士雷志棟先生有一個“君子約定”。

　　由于去東京大學留學需要專家的推薦信，湯秋鴻找到時任清華大學水利系主任的雷志棟先生，但雷先生卻提出了一個“前提”，寫推薦信可以，但要保證學成后回國做貢獻。

　　聽到這個“前提”，湯秋鴻毫不猶豫地答應了。雖然這個“約定”與自己的初心本就一致，但這件事還是為他日后堅定服務國家的情懷產生了深刻的影響。

　　2010年，湯秋鴻感覺回國的時機到了。同年，他加入中科院地理資源所，希望將所學獻給祖國的科學事業。

　　“必須有所創新”

　　暴雨，洪澇，干旱……人們一直在與災害賽跑。

　　回國后，為了打破洪旱災害防范的“最后一公里”，湯秋鴻開始帶領團隊開展全球變化影響下水安全風險預估與應對的研究。

　　其中，針對我國洪澇災害，湯秋鴻團隊研發了全國范圍高精細（空間分辨率500米，時間分辨率30分鐘）洪水風險實時監測預報平臺，該平臺可以獲取逐日城市內澇和農田漬澇高風險重點監測區，現應用于應急管理部國家減災中心。

　　在相關研究基礎上，湯秋鴻還主持編制了《中國氣候變化下的環境風險地圖集》，該書入選施普林格·自然首頒的“中國新發展獎”。

　　湯秋鴻表示，全球變化水文學是一個新興的交叉學科，陸地水循環除了受人類用水活動等因素的影響，還受到大尺度環境變化的影響，例如全球氣候變暖，但目前綜合集成自然和人為因素影響的研究還不夠深入。

　　他告訴記者，最難的并非研發模型本身，而是搞清楚水循環與地球系統其它過程復雜相互作用機制和機理，好比造車，首先要知道每個零部件的作用，才能開始組裝。

　　為此，湯秋鴻帶領團隊開展了多學科綜合集成實驗和試驗，揭示了陸地水循環系統演變的主要驅動機制，構建了陸地水循環系統演變的數值模擬工具，“我們希望將水循環變化背后的機理都‘搬’進計算機中，把真實地球水循環在超級計算機里數字化重現，科學預測全球水系統演變。”

　　近年來，湯秋鴻不斷挑戰自己，拓展全球變化水文學。在他看來，靠一個不變的模型去開展批量重復科研，是一種可怕的科研舒適區，只有時刻保持創造力和好奇心，才能探尋更多科學的未知。

　　在這方面，湯秋鴻對學生有一樣的要求。在具體研究上，他會給予學生充分的自由和空間，但前提是必須有所創新，“科研必須要創新才有價值，不能只是簡單地把別人的東西拿過來重復一遍。”

　　在這樣的學術氛圍中，湯秋鴻團隊形成了一支具有創新活力的全球變化水文學研究隊伍。

　　“我們將面向國家重大需求，推進水科學發展，支撐國家水安全保障和水資源可持續利用。”湯秋鴻表示。