上海“最美科技工作者”丁雷:20年啃下欧美知难而退的“硬骨头”!他带领团队打造大气“超级CT”

发布时间:2020-10-20

人物小传

丁雷,中国科学院上海技术物理研究所研究员、所长,我国天基光学成像探测技术与大气遥感载荷专家,荣获2020年上海“最美科技工作者”称号。

丁雷101

丁雷在实验室

“做国家最需要的科研项目,研究世界最先进的技术,展示上海科技最美的一面。”面对记者,中国科学院上海技术物理研究所所长丁雷用一句坚定而自信的话语,表达自己从事气象卫星遥感载荷研制20年的深刻体会。

2016年,“风云四号”A星顺利升空。由丁雷主持研制的干涉式大气垂直探测仪,与多通道扫描成像辐射计一起,促成我国地球同步轨道气象卫星成功实现跨代升级。在轨近四年,这台干涉式大气垂直探测仪被欧美科学家认为是实现世界气象组织2040愿景的第一台载荷,开启了全球静止轨道大气探测的崭新时代。

日前,丁雷入选上海“最美科技工作者”。他觉得,能把毕生所学为国家所用,就是最值得的科研人生。

丁雷102

丁雷在风云三号全球拼图前

20年啃下“硬骨头”,“风云”走向世界一流

“风云四号”上的干涉式大气垂直探测仪,是一块难以想象的“硬骨头”。

20年前,我国酝酿第二代地球同步轨道风云卫星规划时,瞄准科技前沿,提出了发展干涉式大气垂直探测仪的设想。这种探测仪可为地球大气做“超级CT”——把大气层从地面开始往上“切片分层”,测出每一层的温度和湿度,利用卫星静止在地球上空的优势,快速构成区域的温湿度廓线。

这是遥感领域红外光谱技术的一场革命,也是全球大气科学家翘首期盼的科研新数据。当时,欧美科学家都在朝这个方向努力,却因技术难度过大、耗资太多,于2006年纷纷放弃或延迟推进。

中国要不要放弃?如果挑战成功,这将成为中国气象卫星实现代际跨越、走向世界一流的历史机遇。在老一代气象卫星专家的决策和支持下,丁雷带领载荷研发团队,认准这块“最难啃的骨头”,开始了艰苦的研发历程。

“其实,只有真正深入做下去,才会发现有些科学问题,我们思考的深入和细致程度并不比国外科学家差。”丁雷记得,当时团队所下的最大决心,就是哪怕一切推倒重来,也要将设计结果做出来。

如今,欧美的干涉式大气垂直干涉仪仍然没有上天,但“风云四号”大气垂直探测仪已经对大气层实现了“切片数”超过1500层,被国际气象专家评价为“性能出色,可为人类深入研究大气对流、更精细预测灾害天气提供全新技术手段”。过去中国向国外卫星要气象数据的局面,正在转变为国际气象界迫切需要中国的卫星数据。

丁雷103

丁雷(左)在系统装调实验室交流工作

坚持“实干见物”,心里始终装着国家需求

今年是我国风云气象卫星事业开展50周年。50年来,我国风云气象卫星事业从零起步,而今中国已成为世界上少数同时拥有极轨和静止气象卫星的国家和地区之一。

而上海技物所的科研人员则为风云卫星上的“千里眼”倾注了一代又一代的心血。丁雷回想起20年多前,自己来到技物所读研,从此就与气象卫星一路相伴而行。

“我的经历非常简单,没有出国留学或访问学者的经历,从毕业进了技物所,就一直到今天。”丁雷说话和做事的风格,与技物所“实干见物”的所风高度吻合——就想做点科研,做国家最需要的科研。

其实,“风云四号”载荷的代际跨越并不是单纯为了从指标上超越欧美,而是出于中国气象服务的实际需求。与欧美相对平坦的地形相比,中国幅员辽阔且山地特别多,从而形成了局部小气候多、短临天气明显的特点。“这要求中国的气象卫星不仅扫描幅宽要更大、分辨率要更高,响应也得更快。”丁雷说,这些需求最终都化成了具体指标,等待我们去攻克,一旦挑战成功,必然会在一些方向上形成独特的技术优势,达到世界一流水平。

在“风云三号”有效载荷团队刚成立时,丁雷主持研制中分辨率成像光谱仪。为了挑战更高技术水准,每个设计方案被推翻三四次已是家常便饭,甚至还有碰到过全系统整套设计方案推倒重来——团队始终坚持,做国际一流的技术。

当技术走到世界前沿,研制新仪器时很难有现成文献和先例可以参考。丁雷认为,这更需要从工程中挖掘出科学问题,通过基础研究,从根本上获得突破,才有可能更胜人一筹。这给他和团队带来了无与伦比的成就感。

挑战温室气体监测仪,争取碳排放话语权

作为一个土生土长的上海人,丁雷深爱上海这座城市。他所感受到的科技对于上海经济社会的推动,远比普通人要多。

“要做就做这个城市最精彩的部分。”能够在全国人民每天都关注的天气预报中有自己的贡献,丁雷觉得特别自豪。他要带领团队挑战的下一个项目是二氧化碳监测仪,“这对于我国在全球碳排放上争取更多话语权,具有重要意义”。

目前,国际上已有的二氧化碳监测仪已经将传统技术用到了极致,要进一步提升监测精度,就必须在技术上另辟蹊径,甚至在基础研究上有所突破。好在上海技物所在各个相关学科都有技术储备,并努力打通从基础研究、探测器核心技术、系统研发的创新全链条。丁雷相信,不断挑战技术新高度,在满足国家需求的同时,还将持续带动我国工业水平的有效提升。

作者:首席记者 许琦敏

分享到: