26608136_杨明祥:水利气象大有可为

创新之路Way of Innovation
视度数太高,最终没能如愿。
但杨明祥报国的理想并没有熄灭。既然不能靠参军报国,那就另寻他路。对理想的坚定和执着,让他很快到了新的目标。因为从小物理成绩优异,杨明祥有了要当一名核物理研究人员的理想,但因为高考接连失利,他最终选择进入南昌航空工业学院软件工程专业。为了有朝一日能实现最初的梦想,他不懈努力,“那个时候,学校很热,来上自习的最多四五个人,最少一个。”而杨明祥就是那个雷打不动,天天准时上自习的人。刻苦学习让他获得了丰厚的回报。大学4年,他拿了3个一等奖学金,1个二等奖学金,1个国家奖学金,1个优秀毕业生称号,几乎所有能拿的奖都拿了。刻苦努力的时候,杨明祥脑海里只有一个念想,就是考上研究生后好转专业。
然而因为学科跨度太大,杨明祥离最初的梦想渐行渐远,他最终也学会了换个角度重新审视命运的安排,“三百六十行,行行出状元。无论从事的是什么行业,只要肯努力,就一定能为国作贡献。”即使和命运斗争不过,也可以在另一个领域从容生活,杨明祥拥有这种能力——无论做什么都要做到极致,他虽然
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不喜欢软件工程专业,但却是当时整个年级编程学得最好的同学之一。
凭借出表现,本科毕业后,杨明祥考上西安理工大学水利水电学院研究生,师从解建仓教授学习水文水资源专业,主要研究方向为水利信息化。3年之后,他又以全年级第一名的成绩考上清华大学博士。2012年9月—2015年7月,他就读于清华大学水利水电工程系(与中国水利水电科学研究院联合培养),师从王浩院士、王忠静教授、蒋云钟教高,主要研究方向为气象水文预报,从此与水利气象事业结下了情缘。
水木清华,钟灵毓秀。在清华大学导师的熏陶和启迪之下,杨明祥的研究越深入,对相关领域的探索欲望越强烈。博士期间,他几乎每天都是凌晨2点睡觉,早上5:30起床,奔忙于清华大学和中国水利水电科学研究院(简称“水科院”)之间。攻读博士学位的最后一年,因为要准备论文,为了抢占清华图书馆座位,住在水科院的杨明祥常常早上5点多就出门,然后骑车到清华学习,一整年风雨无阻。汗水浇灌换来丰收硕果,博士毕业后,杨明祥成为清华大学极少数3年就能博士毕业的优秀学生。
万丈高楼平地起,求学期间的刻苦努力为杨明祥打下了坚实的基础。2015年博士毕业后,他选择留在水科院水资源研究所从事气候变化、智慧水务、气象水文预报等方面的研究工作。如今,杨明祥已经成为气候变化与水资源研究室主任,自2020年10月起,挂任三峡集团科学技术研究院水资源高效利用技术研究中心副主任。期间,他作为项目负责人或技术骨干先后参与完成国家自然科学基金、科技支撑、重点研发计划等科研项目40余项,相关科研成果获大坝工程学会科学技术奖特等奖1次,大禹水利科学技术奖一等奖1
次、二等奖1次,中国水利水电科学研究
院科技进步奖特等奖2次;作为主要完成
人提出的“变化环境下气象水文预报关键
技术”被水利部鉴定为国际领先,相关
核心技术在黄河、长江等大江大河得到了
推广应用;作为项目负责人或技术骨干编
制了《北京水务信息化顶层设计》《北京
城市副中心智慧水务顶层设计》等报告;
2017年入选中国科协青年人才托举工程;
公开发表学术论文40余篇,出版专著6
部,获得发明专利20余项、软件著作权20
余项。
从最初一名胸怀核物理研究梦想的有
志青年,到刻苦努力最终到人生航向的
水利气象研究工作者,历经本科时期的计
算机软件工程学习、硕士时期的水利信息
化研究、博士时期的气象水文工作,虽然
过程一波三折,但也意外成就了杨明祥别
样的科研人生。将这些交叉学科知识融会
贯通于水利气象研究中,他成长为一名复
合型人才。
初涉项目奠定坚实基础
非常幸运,杨明祥留在中国水利水电
科学研究院接触的第一个项目,就为水利
领域带来了一个突破性成果。
这一项目是雅砻江流域的项目,杨明
祥和团队主要负责为雅砻江流域提供气象
水文的一体化预报。当时,雅砻江流域主
要基于监测站来做调度计划,如此一来,
就存在一个显而易见的弊端:预见期短,
多数断面的预见期只有几个小时,这对于
防灾减灾和兴利调度都是极为不利的。
杨明祥深知,这一现状已经成为业
内顽疾,必须着手解决。虽然初出茅庐,
但凭借着扎实的基础和一股拼搏干劲,最
终,他成功地将气象预报信息加进水文预
报中,使水文预报的预见期延长到了3~7
天。然而,这个想法在实践过程中也遇到
了很多问题。
首先是气象预报模型的本地化。当
时,项目组用的是美国气象模型——中尺
度数值天气预报模型(W R F)。这套模
型刚刚面世不久,全国将此模型应用于
生产实践中的人也还很少,所以引进陌
生的模型时,“拿过来之后才发现效果
不太好”。
然而这一问题只能自己解决。杨明
祥发现,美国模型是根据自己国家特点研
制的,但雅砻江流域受地形等影响,整个
天气系统非常复杂,因此这套模型一开始
并不适用。为了让模型更加符合雅砻江流
域的特点,杨明祥和团队对模型进行了本
地化改进。一是将模型所用的地形分辨率
从900米改成30米,精细地形数据,引入
更多的地形信息;二是更新植被等数据信
息。“美国模型里用的是全球数据,对中
国特定的流域来说不够精确和精细,所以
我们就做了改进。”
然而,精细化数据引进之后,模型虽
然有改进,但是效果还是不太明显,“没
有达到理想状态,距离实际应用还差了很
大一截”。这让杨明祥有些苦恼,但他并
没有气馁,他说:“预报是水库调度的信
号灯,如果预报没做好,影响效益是其
一,如果影响到安全就是大事,所以必须
打起精神,继续做改进。”
在仔细梳理一番后,杨明祥及其团队
一致认为,雅砻江流域的降水预报模型需
要特别设计,因为“这个地区的气象系统
十分多变,降水成因复杂,今天用得好的参
数化方案到明天可能就不是最优的了”。从
实际情况出发,他们最终提出了一个基于天
气形势索引的动态参数化方案。
这个动态参数化方案的优势在哪里Copyright©博看网. All Rights Reserved.
2022年1月  科学中国人 47
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杨明祥
48 科学中国人  2022年1月

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