青年科學(xué)家陳樹(shù)果：我的科研夢(mèng) 盡在那片深藍(lán)

鉆研海洋光學(xué)遙感十余載，中國(guó)海洋大學(xué)三亞海洋研究院副教授陳樹(shù)果——

我的科研夢(mèng)，盡在那片深藍(lán)（科技自立自強(qiáng)·青年科學(xué)家）

陳樹(shù)果在實(shí)驗(yàn)室。 毛 雷 攝

見(jiàn)到陳樹(shù)果的時(shí)候，他正站在海岸邊，一面指導(dǎo)著周圍的學(xué)生，一面進(jìn)行無(wú)人機(jī)測(cè)試。

“我們的工作是為海洋‘做體檢’。”把無(wú)人機(jī)遙控器交給學(xué)生，這位年輕的副教授介紹，“想開(kāi)發(fā)、利用、研究海洋，首先得認(rèn)識(shí)它，了解各項(xiàng)‘體檢指標(biāo)’。我國(guó)近海海洋大氣環(huán)境很復(fù)雜，雖然這幾年中國(guó)自主海洋水色衛(wèi)星遙感技術(shù)發(fā)展很快，但是數(shù)據(jù)怎么處理才能更準(zhǔn)確，又該怎么確定誤差和進(jìn)行修正，這些都是我們致力于解決的問(wèn)題。”

37歲的陳樹(shù)果是中國(guó)海洋大學(xué)三亞海洋研究院副教授、博士生導(dǎo)師，也是國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心的兼職研究員。他鉆研海洋光學(xué)遙感十余載，由他率隊(duì)開(kāi)發(fā)的海洋光學(xué)衛(wèi)星在軌替代定標(biāo)算法，正服務(wù)于我國(guó)自主海洋水色衛(wèi)星海洋一號(hào)C星和海洋一號(hào)D星的業(yè)務(wù)化定標(biāo)系統(tǒng)。近年來(lái)，陳樹(shù)果負(fù)責(zé)的“海洋水體與大氣同步觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水體與大氣光學(xué)參數(shù)等長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定的觀測(cè)，后續(xù)將應(yīng)用于海洋一號(hào)系列衛(wèi)星及新一代水色觀測(cè)衛(wèi)星的海洋遙感產(chǎn)品檢驗(yàn)。

給海洋光學(xué)衛(wèi)星定標(biāo)，讓數(shù)據(jù)更全面精確

陳樹(shù)果和海洋光學(xué)遙感的結(jié)緣始于2009年。那一年，他考入中國(guó)海洋大學(xué)海洋信息探測(cè)與處理專業(yè)攻讀研究生，第一次見(jiàn)到了大海。

“鐵了心想搞學(xué)術(shù)。”陳樹(shù)果的學(xué)術(shù)熱情，從剛?cè)雽W(xué)起就從未動(dòng)搖過(guò)。他博士畢業(yè)后繼續(xù)留在母校，圍繞海洋光學(xué)基礎(chǔ)理論和創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行鉆研。

“陽(yáng)光照到水面上，部分被反射，部分進(jìn)入水體被吸收，還有一部分會(huì)散射。海洋水色遙感就是通過(guò)接收這些散射的能量，分析光譜特征，反推水體的光學(xué)成分構(gòu)成。”陳樹(shù)果解釋，“這些探測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)我國(guó)海洋權(quán)益維護(hù)、海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)都有重要作用。”

對(duì)海洋進(jìn)行遙感觀測(cè)，效率最高、效果最好的方式是發(fā)射海洋衛(wèi)星。從2002年首顆海洋水色試驗(yàn)衛(wèi)星海洋一號(hào)A星發(fā)射至今，我國(guó)的海洋衛(wèi)星發(fā)展走過(guò)20年，中國(guó)自主海洋衛(wèi)星光學(xué)遙感器也在向著完全自主的“最后一公里”邁進(jìn)。

定標(biāo)，是指把衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)換算為真實(shí)輻射量的過(guò)程。“如果說(shuō)衛(wèi)星觀測(cè)是桿‘秤’，那么定標(biāo)就是給這桿秤加上‘準(zhǔn)星’的過(guò)程，能讓衛(wèi)星數(shù)據(jù)更精確。”陳樹(shù)果說(shuō)，然而長(zhǎng)期以來(lái)我們?cè)诙?biāo)算法上有待改進(jìn)，也缺少必要的定標(biāo)基礎(chǔ)設(shè)施。

為了解決這一難題，陳樹(shù)果沉下心來(lái)，鉆研攻關(guān)。閱讀文獻(xiàn)、發(fā)表論文、率隊(duì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)……“我們對(duì)不同類型的水體大氣環(huán)境進(jìn)行了20多個(gè)航次的海洋光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)。”陳樹(shù)果說(shuō)，大量的一手?jǐn)?shù)據(jù)給后續(xù)研究打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一邊進(jìn)行理論推演，尋找最佳算法，一邊通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)的綜合分析，確定定標(biāo)場(chǎng)的選址。在海洋一號(hào)C星發(fā)射的前一個(gè)月，陳樹(shù)果率隊(duì)開(kāi)發(fā)完成了中國(guó)自主海洋水色衛(wèi)星的在軌替代定標(biāo)算法。

多年現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，搖晃的甲板是第二實(shí)驗(yàn)室

海洋光學(xué)與水色遙感是以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量為基礎(chǔ)的學(xué)科，為獲取全面的海洋光學(xué)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)，多年來(lái)，陳樹(shù)果工作于觀測(cè)一線，將搖晃的甲板當(dāng)成了第二實(shí)驗(yàn)室，把論文寫在了海洋上。

對(duì)陳樹(shù)果來(lái)說(shuō)，大海是個(gè)脾氣捉摸不定的“老朋友”。盡管已經(jīng)打了10多年交道，比旁人更加了解它，但每次將觀測(cè)儀器放入水體進(jìn)行測(cè)量時(shí)，陳樹(shù)果仍然既期待又不安，“海上觀測(cè)不僅有惡劣的海況，還伴有水下的各種未知因素。時(shí)刻在變化才是海洋的本質(zhì)。”

出海觀測(cè)，一個(gè)航次大約20天。由于科研任務(wù)繁重，陳樹(shù)果曾在多個(gè)航次中每天睡眠不到4個(gè)小時(shí)。截至目前，陳樹(shù)果累計(jì)出海時(shí)間達(dá)300天以上，其中最長(zhǎng)一次在西太平洋海域連續(xù)作業(yè)74天。“哪一個(gè)海洋人沒(méi)做好做足吃苦的準(zhǔn)備呢？”陳樹(shù)果說(shuō)。

熱愛(ài)獻(xiàn)給大海，大海也還陳樹(shù)果累累碩果。2020年，陳樹(shù)果開(kāi)始負(fù)責(zé)國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心“海洋水體與大氣同步觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目。該項(xiàng)目將沿我國(guó)海岸線建立8個(gè)具有長(zhǎng)期連續(xù)海洋水體與大氣光學(xué)性質(zhì)監(jiān)測(cè)能力的檢驗(yàn)系統(tǒng)，能在無(wú)人值守的條件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)水體與大氣光學(xué)參數(shù)等長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定的觀測(cè)。

從中國(guó)自主海洋水色衛(wèi)星的定標(biāo)算法，到海洋水體與大氣同步觀測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，陳樹(shù)果逐夢(mèng)深藍(lán)的步伐從未停歇。

腳踏實(shí)地，真正做些原創(chuàng)性的工作

2019年冬天，中國(guó)海洋大學(xué)三亞海洋研究院舉行揭牌儀式，正式入駐三亞崖州灣科技城。2020年5月，陳樹(shù)果從黃海畔來(lái)到了南海邊。

“我們要建海洋水色衛(wèi)星的定標(biāo)場(chǎng)，南海海水更清潔，近岸水體大氣的復(fù)雜性沒(méi)那么高。”加入三亞海洋研究院后，陳樹(shù)果牽頭建設(shè)了海洋水色遙感定標(biāo)實(shí)驗(yàn)室，不僅能有效支撐我國(guó)自主海洋水色衛(wèi)星系統(tǒng)替代定標(biāo)場(chǎng)的維護(hù)，還能服務(wù)于各高校和科研院所海洋光學(xué)儀器的定標(biāo)，保障測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

如今，陳樹(shù)果的學(xué)生分布在青島、三亞兩地，還有一部分高年級(jí)學(xué)生在北京的國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心實(shí)習(xí)。“我們每次線上開(kāi)組會(huì)都‘縱跨’南北，有人在學(xué)校上課，有人在實(shí)驗(yàn)室科研，有人在中心實(shí)習(xí)。”陳樹(shù)果笑著說(shuō)，“邊學(xué)邊想邊實(shí)踐，產(chǎn)學(xué)研融合嘛。”

海洋是一座巨大的資源寶庫(kù)，建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重大戰(zhàn)略任務(wù)。20多年前，中國(guó)還沒(méi)有自己的海洋衛(wèi)星，想了解我國(guó)近海水體大氣情況需要從國(guó)外購(gòu)買數(shù)據(jù)；如今，一批批科學(xué)家共同努力，推動(dòng)海洋科技實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)，中國(guó)海洋衛(wèi)星已進(jìn)入組網(wǎng)觀測(cè)時(shí)代，不僅形成對(duì)全球海域連續(xù)高頻次觀測(cè)覆蓋能力，數(shù)據(jù)也已與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品具有相同精度。“認(rèn)認(rèn)真真做好本職工作，就是對(duì)國(guó)家最大的貢獻(xiàn)。”陳樹(shù)果說(shuō)。（ 本報(bào)記者 孫海天）