把论文写在祖国的大地上
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纪念南京地质学校建校七十周年征文:

        1992年7月我毕业于南京地质学校地质调查与找矿专业,当时地质行业很不景气,找工作非常困难。好在早有心理准备又年轻,虽然四处奔波,费尽周折,但最终我回到了家乡。起初我在江苏省煤田地质一队勘察院从事工程地质勘察,1996年又调至江苏省水文水资源勘测局无锡分局从事水文勘测。求学和求职的经历让我意识到,生活没有一帆风顺的,在困难面前,只能咬紧牙关、艰苦奋斗,在煎熬中忍耐,在孤独寂寞中砥砺前行,终会柳暗花明。

       到无锡水文局后我才结束了四处奔波的日子,生活逐渐安定下来。最初在机关工作,不久生病住医院两个月。1998年底领导照顾,安排到新建的犊山闸水文站工作。犊山闸水文站位于太湖与梁溪河的交汇处,负责监测无锡市四大水利枢纽的运行和水资源调度情况,包括犊山闸、五里湖闸以及梅梁湖泵站、大渲河泵站。而且只有一个人,那意味着没有星期天和节假日。具体任务是每天观测上下游水位、降雨量、流量以及闸门起闭和水泵开机情况等项目,早晨8点必须上报。工作是简单的,日复一日的重复劳动又是枯燥无味的,但我的生活终于安定下来。

       水文是水利的尖兵,测站就是水文的第一线。新建的犊山闸水文站,即无站房、办公室又无像样的观测场,仅有几个直径不到0.80m的测井,平时就呆在犊山闸管理所一个约8m2废弃浴室的换衣间里。这种情况一直持续到2008年才逐渐得到改善。艰苦的工作环境没有让我意志消沉,反而激发了斗志。

       工作之余,我开始思考人生的价值和意义。长期的水文观测和生产实践积累了大量的水文气象资料,这些资料中蕴涵着自然界长期的演变规律和人类活动影响的信息。如何利用地学知识和先进的科技手段,从这些资料中发现隐含的未知水文规律,并获取更多有用的水文信息,已经成为一个重要的研究领域。然而本单位二十多个水文专业技术人员,却没有人愿意分析,对我这个外行来说这也许是个机会。

       我开始搜集水文学书籍,了解数据分析方法,对代表性较好的太湖、大运河等开展水位、流量、降雨关系研究。在2000年前后,由于“引江济太”工程对湖区流量、水量的人为干扰,导致水量规律的研究难以继续,而从降雨入手分析就成为必然。

        有了明确的目标,并不意味着成功会马上到了。受影响因素复杂多变和目前科技发展水平的限制,水文气象科学还处于探索、发展的阶段。由于历史文献资料对旱涝变化的记载存在着对年际变化比较敏感、而长时段的变化难以直接获取,以及降水的区域差异比较大的特点等原因,利用文献和器测降水量资料建立可靠的旱涝变化序列,在过去一直难以突破。许多著名的论文、著作,虽然题目是气候变化,实际上研究的主要是温度的变化,对旱涝变化研究并不多。

        2003年我在《史记·货殖列传》中发现关于旱涝的记载,内容并不多,与杨鉴初先生提出的历史演变法比较,两者结论的差异较大,马上想到可能是:气候变化导致前人总结的经验不能适应现在的环境?但是由于相关理论知识匮乏,只能暂时搁置。

       2007年水利厅普及大专、本科教育,我得到去河海大学进修的机会。进修期间,我系统地学习了水文学理论知识,重点了解了水文学原理、气象学、中长期水文预报和时间序列分析方法。由于在南京地校时打下的深厚地学基础,再经过对水文气象知识的消化吸收,2009年夏季我在研究无锡站年际降水序列时有了重大发现“1978年前后的旱涝趋势特征截然不同,存在突变现象”。

        此后陆续研发了一系列原创性成果。2011年,我从河海大学大专毕业,在工作中学以致用,不久就根据地质学理论提出了“严重干旱韵律嵌套”,创建了世界上第一个严重干旱实用模型,解决了长江中下游及周边地区两百年以来严重干旱的预测模拟问题。2012年,我再度进入河海大学学习。由于是带着问题进校的,这次学习进步很快,到年底就在地质旋回的基础上提出了“水文旋回”,创建了世界上第一个年际降水仿真模型,解决了太湖地区1978年以来年际降水的预测模拟问题。2013年,根据中国气候中心公布的最新成果——1970年代我国发生了一次气候转折,又萌生了“气候成因不同特征不同”的猜想,按照地层划分的方法提出了分段法研究的理念。2014-2016年,提出了细部特征法和“非典型周期”的概念,首次完成了无锡站年际降水序列(1950-2014)旱涝趋势周期的识别与判定,打破了利用器测降雨量资料建立可靠的旱涝变化序列难以突破的现状。2018-2019年,已经完成了无锡站年际降水序列(1920-2017)非典型周期和气候突变的识别与判定,首次实现了超长缺测中断期(1938-1950)旱涝趋势的精确插补,并且发现了三个气候突变的临界点,改变了气候近现代历史无法细分的现状。这些成果已经公开发表并通过了时间的考验,水利部和河海大学的许多专家、教授认为具有科研和实用价值。

       2012年,我作为江苏水文代表参加了在河海大学举办的《2012中国水文科技新发展》水文学术讨论会理论组的交流活动;2014年,获得《无锡市自然科学论文奖》二等奖、三等奖各一个;2015年,作为江苏水文代表参加了《中国水利系统2015年汛期水文气象长期预测会商》;2015年,获得《无锡市地理信息工程奖》二等奖一个;2016年,“一种基于摄像头和GNSS的水利监测装置”获国家知识产权局颁发的实用新型专利证书(专利号:ZL 2016 2 0004059.2);2017年获得《江苏省职工十大先进操作法提名奖》一个。

       在近30年的职业生涯中,我先后发表学术论文20余篇,践行了科技部“把论文写在祖国的大地上”的号召,将天气和气候可预测的时间极限从三周提高到一年至数年...

       在校期间,我和杨宝荣、孙长春、朱宜生、王宝库、张茂恒、吴亚平、徐悦、肖萍等老师结下了深厚的师生情谊,毕业后还经常就工作中遇到的问题向老师请教。感谢我的班主任杨宝荣,感谢母校的老师对我倾注的关怀和教诲,我的所有成绩都是在地校的基础上取得的!

       作者简介:秦建国,地质112班校友 


气候转折期前后无锡站年际旱涝周期水文特性的对比分析.pdf

非典型周期与气候突变的识别与判定.pdf