一場(chǎng)10公里跑下來(lái)，姚方方身上的運(yùn)動(dòng)衣已基本濕透。

  他是美國(guó)弗吉尼亞大學(xué) 地表水文學(xué)博士后，剛以一作兼通訊作者身份在《科學(xué)》發(fā)了篇論文，這讓他從精神到身體都感覺(jué)“特別釋壓”。

  這篇論文揭示了過(guò)去近30年間，全球一半以上的大型湖泊和水庫(kù)已經(jīng)萎縮。氣候變暖、人類活動(dòng)等因素導(dǎo)致全球湖泊、水庫(kù)減少約16個(gè)三峽水庫(kù)的水量。

  “這是項(xiàng)讓人感到震撼的工作?！薄犊茖W(xué)》雜志審稿人評(píng)價(jià)說(shuō)，“有很多復(fù)雜的因素在里面，所做的分析要花大量時(shí)間和精力，而且這種方法非常全面、非常完善。”

  姚方方認(rèn)為，科研是一項(xiàng)非常消耗體力的工作，就像“長(zhǎng)跑”一樣是個(gè)日積月累的過(guò)程。所以，有個(gè)好的身體條件是搞好科研的保障。這位精力充沛的青年科學(xué)家，除了是朋友圈里的跑步“大神”，還不時(shí)挑戰(zhàn)爬山、越野、滑雪等運(yùn)動(dòng)。

  科研是個(gè)“體力活”

  “過(guò)去28年來(lái)，從全球尺度上看，大于一半的大型水庫(kù)、湖泊水量在減少。”姚方方告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“之前有些研究揭示了地區(qū)性的水資源變化，比如，某個(gè)湖泊或某一地區(qū)水庫(kù)水量的減少。但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)這種縮減是全球性的，之前我們低估了湖泊水量減少、干涸化的嚴(yán)重程度?！?br />
  姚方方團(tuán)隊(duì)以美國(guó)宇航局的全球水位遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用10種不同的衛(wèi)星數(shù)據(jù)源互為參照驗(yàn)證，用“多源遙感數(shù)據(jù)”方法，采集、整理并分析了28年的數(shù)據(jù)。基于之前的研究進(jìn)展和方法，該團(tuán)隊(duì)提出一個(gè)時(shí)間序列連續(xù)的全球大型湖泊儲(chǔ)量數(shù)據(jù)，這是之前的研究所沒(méi)有的。

  “我們用了約25萬(wàn)景衛(wèi)星遙感影像，還用到全球氣候數(shù)據(jù)、全球水文模型、衛(wèi)星觀測(cè)水位數(shù)據(jù)。因此，該研究收集的數(shù)據(jù)量非常大，其中進(jìn)行數(shù)據(jù)再處理和分析就用了近3年時(shí)間，這確實(shí)是個(gè)非常耗時(shí)間，非常耗體力的過(guò)程?！币Ψ椒秸f(shuō)。

  2020年春，即將進(jìn)行博士答辯的姚方方狀態(tài)欠佳，他感到有些“壓迫感”，想去做些改變，選擇一件之前沒(méi)嘗試過(guò)的事情去做。不久他到科羅拉多大學(xué)博爾德校區(qū)讀博后，那里臨近落基山國(guó)家森林公園，空氣好、道路條件也不錯(cuò)，還沒(méi)有各種車輛干擾，因此被譽(yù)為“戶外圣地”，有很多跑步愛(ài)好者到此“打卡”。

  于是，他選擇了跑步。從網(wǎng)上學(xué)習(xí)“攻略”、置辦裝備開(kāi)始，到堅(jiān)持每天“拿下”10至16公里，他逐漸愛(ài)上了這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。

  “就相當(dāng)于一種生活狀態(tài)的調(diào)整吧，其實(shí)科研是個(gè)壓力較大的過(guò)程，這是無(wú)法否認(rèn)的?！币Ψ椒秸f(shuō)，“有些業(yè)余愛(ài)好，可以很好地自我調(diào)整，舒緩一些壓力，幫我們更好地迎接下一階段的挑戰(zhàn)?！?br />
  2021年，姚方方以1小時(shí)38分的成績(jī)拿下一場(chǎng)“半馬”后，他準(zhǔn)備挑戰(zhàn)一次“全馬”。但跑“全馬”前需要進(jìn)行系統(tǒng)的訓(xùn)練，而他太忙了，因此一直未能執(zhí)行。

  創(chuàng)新研究方法

  對(duì)于姚方方的論文，《科學(xué)》雜志審稿人不吝給出“讓人感到震撼”的評(píng)價(jià)，主要看中的是研究所使用的分析方法“非常全面、非常完善”。

  姚方方介紹說(shuō)，該研究所用數(shù)據(jù)中，2018年以后的衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)非常詳細(xì)、完整，但更早的數(shù)據(jù)并不理想。過(guò)去很多技術(shù)方法不能觀測(cè)水量，只能通過(guò)對(duì)湖泊范圍變化遙感影像，或遙感衛(wèi)星測(cè)出的水位高度數(shù)據(jù)，再結(jié)合近幾年的水位觀測(cè)和水量觀測(cè)數(shù)據(jù)關(guān)系，構(gòu)建出水位、水量和湖泊面積的關(guān)系模型。

  “通過(guò)這個(gè)關(guān)系模型，我們將水域面積數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成水量數(shù)據(jù)。相當(dāng)于用一維的水位高度數(shù)據(jù)，二維的湖泊面積數(shù)據(jù)，去構(gòu)建三維的湖泊水量變化信息?！币Ψ椒秸f(shuō)。

  除了使用“多源遙感數(shù)據(jù)”相互驗(yàn)證，建立“關(guān)系模型”推算，姚方方還利用讀博期間開(kāi)發(fā)的一種數(shù)據(jù)推算方法，還原了湖泊水量變化的長(zhǎng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)。

  “遙感觀測(cè)并非每次都完美無(wú)缺。”姚方方解釋說(shuō)，“比如，陰雨天或云層較厚的時(shí)候，遙感影像會(huì)被干擾，衛(wèi)星不能‘看’清地面的情況。”

  為得到完整、準(zhǔn)確的信息，姚方方將連續(xù)的晴天遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)和陰雨天數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。發(fā)現(xiàn)在陰雨天，即使湖泊有80%的區(qū)域無(wú)法看清，但水面是平的，因此依然可以從沒(méi)被云遮住的湖泊邊界或局部影像，去推算湖泊的水位邊界，再換算出水量。

  “這是用局部信息還原出整體信息，只要我們?cè)黾舆b感觀測(cè)頻率，就能很好地構(gòu)建湖泊變化的時(shí)間序列，勾畫(huà)出逐月數(shù)據(jù)。”姚方方解釋說(shuō)，很多湖泊的水量季節(jié)性變化很大，比如，長(zhǎng)江流域、珠江流域有豐、枯水期，要分析28年的變化，選擇的時(shí)間尺度過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響分析結(jié)果。而逐月數(shù)據(jù)可以剔除季節(jié)性的影響，是理解湖泊變化一個(gè)非常好的時(shí)間尺度。

  該研究認(rèn)為，水庫(kù)湖泊水量的減少，背后的原因很大程度上是因?yàn)闇囟茸兓鸬臐撛谡羯?地表水流失到大氣里，它描述了大氣的干涸程度，是氣候變化的指示器)增強(qiáng)和人類用水的增加所致。

  通過(guò)對(duì)水庫(kù)的連續(xù)分析，研究人員將水庫(kù)分為兩類：新建水庫(kù)和老水庫(kù)。除全球新建水庫(kù)水量有相對(duì)較小的增加趨勢(shì)外(水庫(kù)蓄水有個(gè)過(guò)程)，絕大多數(shù)水庫(kù)使用一段時(shí)間后，水量就開(kāi)始減少(水位沒(méi)有明顯變化，但泥沙沉積會(huì)導(dǎo)致水量減少)。進(jìn)一步的分析表明，全球約1/4的人口生活在這些流域(水庫(kù)、湖泊水量流失區(qū)域)。

  “這意味著這么多人口可能會(huì)受到湖泊干涸化的影響?！币Ψ椒秸f(shuō)，“而未來(lái)該如何滿足大量工農(nóng)業(yè)、水電及人類消費(fèi)用水供應(yīng)目前仍未知?！?br />
  “拿捏”發(fā)稿要訣

  “對(duì)英語(yǔ)不是母語(yǔ)的研究者來(lái)說(shuō)，我覺(jué)得在《科學(xué)》發(fā)表文章有個(gè)容易被忽略的難點(diǎn)?！币Ψ椒綇?qiáng)調(diào)說(shuō)，“就是對(duì)科學(xué)性和趣味性的‘拿捏’?！?br />
  該研究投稿后，很快收到修改意見(jiàn)，兩位審稿人雖然整體評(píng)價(jià)很高，但仍提出不少需要補(bǔ)充完善的意見(jiàn)。編輯給姚方方回信時(shí)，特別強(qiáng)調(diào)了“文章并未確定被接受”的意思。

  如果不能很好地解決評(píng)審人提出的問(wèn)題，文章就無(wú)法通過(guò)。研究團(tuán)隊(duì)又補(bǔ)充了大量工作，按照審稿意見(jiàn)一一補(bǔ)充修訂后，依然心里沒(méi)底。很快，第二輪審稿意見(jiàn)回來(lái)了。

  “那時(shí)候其中一位審稿人已經(jīng)建議接收文章了。但另一位審稿人又提出一些新問(wèn)題——語(yǔ)言描述的準(zhǔn)確性問(wèn)題?！币Ψ椒秸f(shuō)，“我是做水文研究的，如果文章投入到水文學(xué)方面的?？?，可能就不會(huì)有第二輪修改意見(jiàn)?！?br />
  為解決語(yǔ)言方面的問(wèn)題，姚方方和編輯有過(guò)幾輪溝通。他發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題看似很小，但如果解決不好，有可能造成文章直接被拒。比如，你描述一個(gè)結(jié)論，如果用比較形象的語(yǔ)言表達(dá)，可能會(huì)非常有意思，是個(gè)“亮點(diǎn)”，但它可能并不準(zhǔn)確，甚至?xí)斐赡承┤巳旱恼`解;如果表述得準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)，就丟失了趣味。

  “如果是針對(duì)某一群體的小眾?？?，一些概念或者觀點(diǎn)的表述不容易被誤解。但《科學(xué)》是個(gè)綜合性學(xué)術(shù)期刊，其讀者范圍很廣，而且發(fā)表的文章篇幅有限，如果描述不是特別準(zhǔn)確，有可能造成一些信息誤導(dǎo)?！币Ψ椒秸f(shuō)，“因此，我們?cè)诳勺x性和準(zhǔn)確性的分寸拿捏上，還是花了一番功夫的。要保證文章容易被大家接受，同時(shí)又具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)性?！?br />
  用“小目標(biāo)”支撐“大目標(biāo)”

  《科學(xué)》雜志兩位審稿人一致認(rèn)為，該文章工作很扎實(shí)，特別是“討論”部分非常出色，揭示了湖泊變化背后隱含的重要性及潛在后果。

  “這是我刻意和別人加強(qiáng)溝通，包括與合作者、審稿人和雜志編輯溝通的結(jié)果?！币Ψ椒秸f(shuō)。

  2020年，姚方方在科羅拉多大學(xué)博爾德分校開(kāi)始用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行湖泊、水庫(kù)水量的研究也同時(shí)展開(kāi)。那時(shí)候新冠疫情吃緊，博士后的第一年學(xué)校大門(mén)緊閉，處于完全隔離狀態(tài)。

  正常情況下，美國(guó)各種學(xué)術(shù)交流機(jī)會(huì)很多，但那時(shí)幾乎全停了。這讓姚方方很緊張，因?yàn)樗宄约罕∪醯牡胤健啡备渌I(lǐng)域研究者的交流。

  意識(shí)到學(xué)術(shù)方面的社交活動(dòng)對(duì)自己的未來(lái)非常重要，姚方方開(kāi)始主動(dòng)出擊，他找到科羅拉多大學(xué)另外兩位教授(該文章的二作和三作)，鼓動(dòng)大家合作寫(xiě)“本子”，爭(zhēng)取項(xiàng)目。

  “我對(duì)全球湖泊變化及背后成因的很多見(jiàn)解都是在‘寫(xiě)本子’過(guò)程中形成的。包括后來(lái)去構(gòu)建這篇文章，和同事及其他領(lǐng)域的研究者交流和溝通也非常重要?！币Ψ椒交貞浾f(shuō)，“我們需要和不同人溝通，和不同領(lǐng)域的人交流。理解別人并讓別人理解我們的觀點(diǎn)。在科羅拉多大學(xué)的時(shí)候，我做了兩件事，一是積極跟周圍的人交流，二是主動(dòng)聯(lián)系去作學(xué)術(shù)報(bào)告，報(bào)告時(shí)會(huì)得到很多反饋，幫助我進(jìn)一步梳理想法?！?br />
  姚方方認(rèn)為，中國(guó)近幾年進(jìn)步很快，未來(lái)會(huì)有更多的學(xué)者在《科學(xué)》《自然》上發(fā)文章。從自己的經(jīng)歷來(lái)看，他認(rèn)為有三點(diǎn)很重要：一是溝通與交流;二是合理安排時(shí)間;三是將大目標(biāo)分解為多個(gè)小目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

  “從個(gè)人經(jīng)驗(yàn)看，我遵照‘八二原則’，即80%的時(shí)間用于思考和交流，20%的時(shí)間放在怎么做上。如果用更多的時(shí)間去思考問(wèn)題，會(huì)收到事半功倍的效果?！币Ψ椒秸f(shuō)，“此外，在不同的科研階段，都會(huì)遇到壓力較大的事情，這時(shí)候要管理好時(shí)間，我的做法是短期計(jì)劃和長(zhǎng)期計(jì)劃結(jié)合，用多個(gè)“小目標(biāo)”支撐“大目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)?！?br />
  相關(guān)論文信息：

  https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2812

  特別聲明：本文轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)，僅僅是出于傳播分享信息的需要，如果作者不希望被轉(zhuǎn)載，請(qǐng)與http://www.xyctw.cn/聯(lián)系！

800萬(wàn)大學(xué)生都在用的免費(fèi)論文查重平臺(tái)