汶川地震感觉已经离我们很远了,但地震时灾区的⼀幕幕⼜那么近,这次地震改变了很多⼈的命运,也改变了我的研究轨迹。5⽉12⽇,成都理⼯⼤学教授范宣梅发了⼀条朋友圈。地震发⽣后,哪些地⽅受灾最严重?哪⾥会发⽣滑坡?哪些滑坡会堵塞河流,形成堰塞湖溃决洪⽔?这些灾情灾损信息就像盲盒⼀样,让⼈两眼⼀抹⿊。⾃2008年汶川地震后,范宣梅开始从事地震诱发地质灾害链机理和预测研究。
⾯对强震地质灾害机制认识不清、预测不准的国际难题,她带领科研团队揭示了强震地质灾害跨时空尺度链⽣演化机制,同时借助⼈⼯智能、⼤数据、遥感技术等,将积累多年的全球40余次地震诱发的近40万条地质灾害数据和先进算法相结合,建⽴了地震诱发地质灾害智能预测模型。2021年,范宣梅获得国家杰出⻘年科学基⾦项⽬(以下简称杰⻘项⽬)资助。
这不仅意味着专家对我过去⼯作的认可,也为我未来攻关⽅向进⾏了把关,让我在科研之路上更加坚定地⾛下去。她告诉《中国科学报》。范宣梅(右⼀)带队开展野外考察。受访者供图从实践中来、到实践中去科研⼯作要‘顶天⽴地’,既要拓宽⼈类认知边界,⼜要解决实际问题。多年来,范宣梅在科研中有这样的体会。2015年,范宣梅从瑞⼠回国,加⼊成都理⼯⼤学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室。
此前,她曾担任联合国训练研究所卫星应⽤中⼼的培训专家。2016年,她获批国家⾃然科学基⾦优秀⻘年科学基⾦项⽬。2020年,她提交了杰⻘项⽬申请书。回国后的⼏年⾥,我带着⼏名博⼠⽣、硕⼠⽣,全身⼼投⼊科研⼯作,迎来科研‘⻩⾦期’。范宣梅回忆。遗憾的是,⾸次‘冲击’杰⻘项⽬,她落选了。我认真总结了失败原因,准备第⼆年再次申请。范宣梅没有灰⼼。
她申请书的题⽬是《强震地质灾害链机理与预测》,这是⼀项具有鲜明应⽤特点的基础研究课题。第⼀次失败的原因在于我的申请书只突出了前沿科学内容,忽视了科研成果在多次强震中的实际应⽤效果展示。范宣梅总结道,将基础科学研究成果服务于国家防灾减灾和国家重⼤⼯程安全的重⼤需求,是我们的使命担当。2021年,范宣梅再次提交申请书。这⼀次,她同时展现了科研⼯作‘顶天’和‘⽴地’的⽅⾯,并对研究成果进⾏了系统性梳理。
范宣梅把申请杰⻘项⽬的经验总结为‘专’‘精’‘泛’‘实’4个关键字。其中,‘专’指的是围绕⼀个最重要的核⼼科学问题进⾏攻关。‘精’指的是把⼀项研究做成经得住同⾏和实践检验的精品,摒弃⼼浮⽓躁,要精益求精、专⼼致志。看似与‘专’相悖的‘泛’,指的是积极、⼴泛地与其他相关学科开展交叉,取得新突破。‘实’指的是科学问题从实践中来、到实践中去。
这四点不仅是申请杰⻘项⽬的制胜‘法宝’,更是做好科学研究的基本要求。范宣梅常常和团队⻘年学者分享这⼀观点。在杰⻘项⽬答辩环节,原本擅⻓现场演讲的范宣梅迎来挑战——线上答辩。录制视频时,我下了不少功夫,重点是想让⼤同⾏在短时间内了解我在做什么、这项研究为什么重要、下⼀步要做什么等3个要点。她回忆道。在提问环节不能与评委进⾏⾯对⾯互动,使她难以及时把握评委的反应。
专家⽔平很⾼,提出不少好问题,对我⽽⾔是⼀次很好的提升机会。哪⾥有灾害,团队就到哪⾥2021年,范宣梅成功获得杰⻘项⽬资助。专家的认可使我对未来的研究⼯作充满信⼼。她表示。同时,获批杰⻘项⽬成为范宣梅组建科研团队的新起点。2021年以来,范宣梅从⼀个⼈带领博⼠⽣、硕⼠⽣从事科研⼯作开始,逐渐壮⼤队伍,吸引了⼀批有志于地质灾害研究的⻘年才俊加⼊。
执⾏杰⻘项⽬的3年⾥,范宣梅带领这个富有活⼒的科研团队取得了⼀系列进展。⾸先,他们建⽴了全球地震诱发滑坡数据库,结合先进的⼈⼯智能算法,开发了能够近实时预测地震诱发地质灾害的模型。模型⼏乎可以实现与地震的实时同步预测,为灾后救援开启‘上帝视⻆’。迄今为⽌,该模型已实际应⽤于全球10余次强震中,包括⽇本北海道地震、尼泊尔地震、我国九寨沟地震等。
实战中,模型预测准确率达到80%以上,⽐美国地质调查局模型的准确率⾼约20%。这⼀模型在2022年9⽉泸定地震中的表现令⼈称道。地震发⽣时,当地天⽓不好,卫星遥感影像⼀直被云雾遮住,⼈们难以获取救援急需的数据。范宣梅和科研团队利⽤模型在两⼩时内把预测结果送到了指挥中⼼,指导救援⼈员该去哪⾥,把握‘⻩⾦72⼩时’。同时,范宣梅带领团队在理解强震地质灾害机理的基础上再进⼀步,提出了⻛险预测模型。
地震后,在关注其诱发的地质灾害最有可能发⽣在哪⾥的基础上,我们更想了解哪些区域的⼈员会受到最⼤威胁、会造成多少⼈员伤亡、哪⾥的道路会受阻、哪些地⽅的灾害链会影响重⼤基础设施等与⻛险有关的问题。她说。
此外,团队将科研⽅向从强震拓展到⽓候变化和极端天⽓对地质灾害的影响,通过⼀系列野外调查和监测,认识冰雪消融引发的冰岩崩-碎屑流、冰湖溃决等重⼤灾害链的机理,并探索有效的灾害链⻛险预警模型,为川藏铁路、⽔电⼯程等国家重⼤⼯程项⽬的安全运⾏提供了科学依据。多年来,团队成员脚踏实地、跋⼭涉⽔,将科学研究成果应⽤于国家防灾减灾实践。哪⾥有灾害,我和团队就到哪⾥安营扎寨、采集数据。范宣梅强调。
传承精神,⼗六载深耕早在成都理⼯⼤学读硕⼠期间,范宣梅就接触到地质灾害这个领域。⾃20世纪80年代起,成都理⼯⼤学科研团队先后在我国著名⼯程地质学家张倬元教授、⻩润秋教授和许强教授的带领下,深耕相关学科,到范宣梅这⾥已经是第四代了。记得我读研究⽣期间,已经耄耋之年的张先⽣和我们⼀起出野外,在滑坡体上捡起⼀块岩⽯,给我们讲这块岩⽯是哪个年代形成的、地质过程中经历了什么、这个地⽅为什么会发⽣滑坡。
我当时就觉得太有意思了。范宣梅回忆。从此,她迷上了这个学科,⾛上了地质灾害研究的道路。2008年5⽉,汶川地震给这⽚⼟地带来了深重创伤,同时也改变了范宣梅的科研⼈⽣轨迹。亲眼看到灾区的废墟,成都理⼯⼤学博⼠⼀年级的范宣梅内⼼受到了前所未有的震撼。她深知⾃⼰责任重⼤——不仅要揭示地质灾害背后的科学原理,还要寻找预防和减轻灾害影响的⽅法。
从此,她放弃了此前的科研⽅向,聚焦于强震诱发地质灾害链的机理与预测研究。⾯对强震地质灾害机制认识不清、预测不准的国际难题,范宣梅⼀⼲就是16年。她跑遍了汶川震区,发现并建⽴了800多处地震诱发滑坡-堰塞湖灾害链数据库。博⼠毕业留校任教后,她⼜以导师身份带领学⽣去野外考察,翻⼭越岭搜集数据。⼀路⾛来,前辈们为范宣梅勇闯科学‘⽆⼈区’、开辟新的研究⽅向提供了⼤⼒⽀持。
实验室秉承的‘守正创新、实事求是、胸怀祖国’的科学家精神,⼀直是我不断前⾏的强⼤动⼒。她表示。2024年起,杰⻘项⽬开展分级评价,择优遴选优秀项⽬给予滚动⽀持。对此,范宣梅是有信⼼的:我发表的顶级刊物论⽂在⼤地学领域并不算最多,但这些年来,我们的确努⼒把论⽂‘写在祖国的⼤地上’,解决了⼀些⾯向国家需求的重要科学问题,保护了⼀⽅百姓的⼈身和财产安全。
在从事地质学的研究⼈员中,⼥性是少数,在范宣梅带领的团队中,⼤部分成员都是男性。时常有⼈问她,如何克服⼥性在体能上的差距、⽣理上的困难。范宣梅回答:我觉得没什么困难的,我爬⼭、爬冰川⽐很多男性都轻松。有⼀年,范宣梅带⼗⼏位外国专家前往汶川考察震后地质灾害。拦挡坝被泥⽯流淤满,要在上⾯⾛很⻓时间才能进⼊沟⾥,外国专家全是男性,都累得⽓喘吁吁,⽽娇⼩的范宣梅却张罗着整⽀队伍。
她认为,⼥性往往更坚韧、细⼼、善于沟通,因此在做研究和科学管理⽅⾯是具有优势的。2024年起,杰⻘项⽬将⼥性科研⼈员的申请年龄放宽⾄48岁。在范宣梅看来,这将为优秀的⼥科技⼯作者提供更多机会,希望更多⼥科技⼯作者从中获益。