大洋網訊 香港科技大學3月7日推出中國首個互動海洋環境影像化平臺WavyOcean。WavyOcean平臺利用最先進的海洋數值仿真技術,不但以影像化形式呈現海域的變化過程,并提供如三維海洋環流、溫度、鹽度等物理和生物地質化學變化的環境數據,以及風力、溫度和壓力等氣象數據供下載。集合這些前所未有的全面數據,這個一站式的平臺將為未來的海洋水動力、災害、污染、生態系統和氣候變化研究提供有力的基礎。
WavyOcean平臺
WavyOcean平臺的成立基于港科大海洋科學系和數學系講座教授甘劍平與其跨學科團隊十多年的扎實研究基礎,同樣有賴于內地科研資源的支持,其中國家超級計算廣州中心“天河二號”超級計算機是重要的支持力量之一。甘劍平是最早一批與內地開展科研合作的香港科學家之一,也是香港第一個使用廣州超算的科學家,目前他選擇加入港科大(廣州)并擔任地球與海洋大氣科學學域署理主任、講座教授。
近日,甘劍平向記者分享了自己與內地開展科研合作的故事, “我通過廣州這個平臺參與了很多國家重大科研任務,與這座城市建立了很深的合作友誼和感情。我相信廣州能夠提供足夠好條件和環境,讓愿意干事的人做出成果,獲得成就感。”甘劍平說道。
甘劍平教授
香港科學家需要對接內地科研資源
在海洋科學研究中,觀測數據非常稀缺。這是源于在海洋現場收集數據于實際操作上困難重重,空間和時間上都受到很大限制。WavyOcean不但提供區域內海洋環流和生態系統的耦合數據,亦以影像化和互動方式呈現海洋能量和物質傳輸、生物地球化學屬性和生態系統的三維時空變化,將為研究、海洋管理和公眾提供一個創新的平臺。
WavyOcean平臺
港科大目前擁有港澳地區唯一的海洋系,在區域海洋動力學研究、近海生態環境保護研究等領域成果豐碩。甘劍平告訴記者,自己于2003年從美國俄勒岡州大學加入香港科技大學時,是香港為數不多的物理海洋學家,港科大海洋系的快速發展正得益于港科大優質的學術環境。
“我從不擔心在香港沒有根基和人脈,只是潛心地做研究。我作為首席科學家,獲得過香港研究資助局聲望很高的主題研究計劃4000萬元港幣的支持,這是香港主題研究計劃資助的最大一筆海洋研究經費。”甘劍平說。
在甘劍平看來,港科大擁有一流的學術環境,聚集了世界上最優秀的科學家,建立了支撐一流學術環境的機制。頂尖的科學家和完善的科研體制機制相輔相成,造就了香港科創的優勢,但香港創新科技研究也面臨著“缺糧少彈”。
就甘劍平所研究的海洋科學而言,海洋聯通了世界,比如香港的水便受到珠江、南海的影響。香港的海洋科學家不能只盯著維多利亞港開展研究。但現實是,若要利用科考船前往南海,一天就要花費近幾十萬元人民幣。
“香港現有的科研經費無法支撐這樣的研究。但香港科學家背靠祖國,可以對接內地科研資源來實現學術理想。”甘劍平表示。
不過在早期,前往國家自然科學基金委申請項目的香港科學家很少。甘劍平是最早一批與內地開展科研合作的香港科學家之一,廣州成為一條重要的紐帶。
廣州是香港與內地科研合作的橋梁
2007年,在霍英東基金會的捐助下,港科大霍英東研究院落戶廣州南沙。在體制上,該研究院能更方便與內地的科研接軌,甘劍平因此與廣州結緣。至今甘劍平團隊與廈門大學近海環境國家重點實驗室組建的近海觀測與模擬聯合實驗室仍在霍英東研究院運作。
甘劍平回憶說,在港科大霍英東研究院剛成立時,港科大召集教授加入卻也明確要求:加入研究院的教授不可減少在港科大的工作量。而當時南沙還有待開發,南沙往返香港的交通也非常不便,乘船是唯一的方式。
“來到廣州的港科大教授們為何要選擇奔波?唯一的解釋就是,他們懷揣夢想,他們相信來到廣州,便可抓住機遇去拓寬自己的研究。”甘劍平回憶道。
甘劍平在海洋動力學、海洋數值模擬等方面積累了數十年的經驗,這個優勢與剛好與內地科學家形成互補。2008年,他加入了國家重點基礎研究發展計劃(973計劃),通過和廈門大學戴民望院士團隊合作,他們出色地完成了“南海生物地球化學碳循環”和“中國海洋碳循環和全球演變”兩個“973計劃”項目,項目在驗收時被科技部評為“優秀”。2014年,他與中科院南海所合作的研究項目“南海與鄰近熱帶區域海洋聯系及動力機制”獲得國家自然科學獎二等獎。
甘劍平接受記者采訪
甘劍平也是香港第一個用廣州超算的科學家。早在機器試驗的階段,他就開始使用,現在還是廣州超算的主要用戶之一。“因為整個香港地區并都沒有布局超算系統,這讓香港的海洋科學研究遇到過不少障礙,無法從事一些深層次的研究。”他說。
不過廣州超算中心南沙分中心設在霍英東研究院,這是全國首個專線聯通內地和香港地區的高性能計算和數據處理服務平臺。甘劍平團隊利用超算資源,成功開發三維高分辨率中國海多尺度海洋環流模擬系統可成功分辨南海環流在不同深度的三層交替旋轉環流及其相關的生物地球化學響應,填補了現有海洋模式對邊緣海海洋環流動力和生態系統分辨的不足。而本次WavyOcean平臺的成立亦受惠于廣州超算。
通過多年來和國內的合作,甘劍平團隊的研究領域從珠江口,延伸到南海、東海、黃海、西太平洋。港科大海洋系現在已是在大灣區海洋研究領域從事海上調查和海洋數值模擬的主要單位之一,所積累海洋模擬數據也處在國內領先位置。
甘劍平出海科考
“事實證明,在國家的大項目、大投入和大平臺的支持下,香港所聚集的世界一流科學家能更好地做出成績,服務國家。”甘劍平告訴記者,廣州較早地承擔了橋梁的作用,更好促進了內地和香港的科研合作,也給想干事業的香港科學家提供了研究資金和廣闊空間。
在霍英東研究院工作的時間里,甘劍平和廣州這座城市建立了感情,也真切感受到廣州為人才所提供的稅收、生活等多方面的便利。“廣州的科研環境也正在變得越來越好,目前廣州很多研究項目都朝著高水平方向發展,這都是令我喜聞樂見的。”甘劍平說道。
在港科大(廣州)探索學科融合的新模式
香港科技大學(廣州)校園正在南沙緊鑼密鼓的建設。 3月完工、5月移交、9月計劃開學……一個個目標近在眼前。甘劍平已經選擇加入港科大(廣州)并擔任地球與海洋大氣科學學域署理主任、講座教授。
甘劍平告訴記者,學科融合是現代科學的必然趨勢,也是港科大(廣州)的辦學方向,必將打破原來院系之間的條塊分割。“學科融合也是港科大一直想做的事情。港科大(廣州)是一個新的平臺,更容易把這件事情做成。”他說道。
當前很多高校分設了大氣學院、海洋學院,而港科大(廣州)設立了地球與海洋大氣科學學域,以應對人類面臨的環境,氣候和碳中和的綜合且復雜挑戰。甘劍平作為學域負責人,聯合其他同事,根據多學科融合的地球系統概念,對教學課程進行了系統設計。
地球學科是大學科。海洋則占據地球面積71%,這決定了海洋學的重要性。而海洋學本身就融合了物理、化學、生物和地質等多個學科,且海洋也與大氣和陸地過程密切相關,它們一起共同構成陸-海-洋-氣的地球系統來控制環境,氣候和碳循環演變。
所以甘劍平認為,地球與海洋大氣科學學域是多學科進一步融合的范例,是區域首創,國際先進的地球科學專業。在學科融合的辦學體系下,他們便可將世界最先進的地球系統研究理念付諸行動。
“我們的目標是將研究成果做到區域領先,并且在全球得到認可。但事情往往是知易行難,機遇和挑戰并存。”甘劍平說,為了實現這個目標,港科大的教授會更主動和內地對接合作,把握粵港澳大灣區建設的重大歷史機遇,攜手共創未來。
文、圖/廣州日報·新花城記者龍錕、葉作林
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