本刊记者 宋 洁

　　 从2014年的暖冬到2015年4月上旬长江中下游遭遇的“倒春寒”，气温出现忽高忽低的振荡。地球究竟怎么了？厄尔尼诺(El Ni?o)现象（赤道中东太平洋海温异常增暖）在2015年再度来临，其影响席卷全球。
　　 多年来，许多科学家都在致力于分析热带太平洋上层海洋变暖这一疑难问题，但由于缺少足够时空分辨率的海洋观测资料，对其时空结构演变并不完全清楚，对El Ni?o实时预报更是一大挑战。可从事海洋科学研究30年的张荣华，却凭借其卓尔不群的科研才华，在海洋和海气耦合模式发展与改进及气候预测上建树独到。
　　 不久前，美国哥伦比亚大学国际气候研究所网站发布的厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）预报模式中，就有张荣华所发展的中等复杂程度的海气耦合模式（简称ICM），该模式自2003年以来一直为国际社会定期公布ENSO预报。如今，这一模式已以中国科学院海洋研究所（IOCAS）为名，成为我国首次在国际上亮相的ENSO模式（见图 1）。

把脉厄尔尼诺的扰动

　　 厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)是发生在热带太平洋的最强年际气候变率信号。ENSO虽然发生在热带太平洋，但通过大气遥相关过程，会对全球天气、气候产生重大影响，是目前已知的全球大气环流和天气、气候异常最主要的引导源和贡献者，同时也对环境和社会产生深远影响。张荣华说，通常情况下，厄尔尼诺事件只会持续6至8个月，但是2015年的厄尔尼诺持续期可能会增加一年或者更长，把海洋中巨大的热量转移到大气中。“所以今年的厄尔尼诺若与已经在逐渐升温的全球气候变化趋势相结合，可能会让全球变暖的趋势加强，会把逐渐变暖的地球变得更热。”
从上世纪70年代末以来，热带太平洋上层海洋出现了系统性的大范围增温现象，并伴随着ENSO事件特性的改变（如振幅、振荡周期、海表温度异常首先出现区域及其以后的传播方向等）而改变。
　　 当时刚刚毕业的张荣华，利用美国NOAA海洋观测资料率先从观测资料分析中揭示出海洋次表层中热带海区和热带外海区存在的关联, 特别是发现，自上世纪80年代以来热带太平洋上层海洋变暖和ENSO特性的改变可追踪至70年代及其以前副热带、中纬度地区次表层海洋增暖现象，从而揭示出热带外地区对于自70年代末以来热带太平洋上层海洋变暖和ENSO特征改变中所起的重要作用。
　　 他分析说，对ENSO现象的研究是年际时间尺度海气相互作用的核心内容，预测热带太平洋中ENSO事件的发生、发展和转变过程是气候动力学的关键性课题和探索年际尺度气候预报最有希望的途径之一。所以，研究ENSO的形成机理和演变规律以及及时、准确地预报ENSO事件的发生、发展和其对全球天气、气候变化的影响，是目前科学家乃至政府部门、社会公众十分关注的重要科学和现实问题。
　　 虽然，近几十年来有关ENSO的研究已取得巨大进展，（如图1中所示的已开展提前半年至一年的ENSO实时预报），然而ENSO预测仍然存在着很大的不确定性，不能满足防灾减灾的实际需求。尤其是上世纪90年代以来，不同类型El Ni?o事件的频繁发生使得ENSO时空演变过程变得更加复杂多变，其实时预报水平也面临了更大的挑战。如果能准确预报其发生和演变，无疑将给人类带来益处。这一动因促使张荣华对ENSO的研究一直持续至今。
　　 特别值得一提的是，近年来，他成功地发展了各类热带海气耦合模型，并用于对ENSO这一地球上最强、最重要的年际气候信号的模拟和预测研究，特别是开发了次表层海温反演这一创新技术，并发展了一个中间型ENSO实时预报模式，自2003年以来一直为国际社会定期提供ENSO预报结果。
　　 如今这个以中国科学院海洋研究所（IOCAS）为名的ENSO模式，曾以“Zhang ICM”或“ESSIC ICM”为国际学术界所熟知。这一卓著的成果不仅是对张荣华个人最大的肯定和褒奖，更是确立了我国在相关热带海气耦合预报模式上的前沿地位。
　　 在对ENSO历史回报结果表明，这一模式在众多预报模式中表现出类拔萃，已成为国际上预报厄尔尼诺较成功的模式之一，其预报结果为学术界广泛引用。特别是对赤道太平洋2010?2011年间La Ni?a事件的预报中发现，几乎所有预报模式都未能预报出2011年下半年间赤道太平洋所发生的二次变冷过程，但ESSIC ICM却做到了，它准确地预报出二次变冷的发生和演变。事实胜于雄辩，这被公认为是预报这次冷事件最成功的预报模式之一。

教师情结

　　 出生在江南的张荣华记忆中最深刻的就是，像极了小孩脸的雷阵雨，一会天晴一会下雨。天空的神秘莫测吸引了他选择杭州大学（今浙江大学）气象学专业，主攻天气预报。毕业后，他考取了中国科学院大气物理研究所的研究生，3年硕士和3年博士生涯，“很自然走上了科研之路”。
　　 这一路走来，有三位老师深深影响到张荣华。对他们，张荣华满是敬意和感动。一位是杭州大学教授数值天气预报的老师刘孝麟教授，也是他的大学毕业论文的指导教师。“刘老师对学生特别好”，那个年代，各方面条件都不太好，以至于他和另外一位同学到浙江省气象局实习时，学校往返实习单位的交通成了大难题。刘老师知道后，把家里的两辆自行车都借给了他们，“整整用了3个月”，如果到学校晚了没饭吃，他们就会被邀请到刘老师家蹭饭。如今张荣华是做海洋和气候数值模拟的，但当时他是做气象预报，刘老师的这门课连接了两块研究的精髓，为他后来做数值模拟和预报奠定了基础。
　　 都说大树底下好乘凉，张荣华是幸运的，自己在硕士研究生和博士研究生阶段遇到了科研上的领路人，并且都是学术大家。一位是海气相互作用专家、中国科学院院士巢纪平（硕士研究生导师），一位是大气动力学和数值模拟专家、中国科学院院士曾庆存（博士研究生导师）。他回忆说，当时在北京读书时条件非常差，海洋学的相关教材根本没有，所以，巢老师亲自给学生写讲义，亲自讲授海洋环流动力学的课程。“巢老师自己也说，晚上备课到凌晨两三点，第二天早上一早再给我们上课，整整讲了一个学期”，“我现在手上还有他的好几本手写的讲稿，有厚厚的一叠”。博士生导师曾庆存，在上世纪80年代就被选为中国科学院学部委员。“曾老师是留苏的，发展了具有中国特色的地球系统模式，当时也是亲自教授我们数值模拟理论和方法。”这为以后开展海洋和气候数值模拟研究打下了基础。提到这些老师们，张荣华总是带着感激之情。
科研成果斐然，让学术界刮目相看
　　 马克思主义认识论认为，“实践、认识、再实践、再认识，这种形式循环往复以至无穷”。在科学研究中，也是如此的过程。张荣华在采访中告诉记者，很多科学探索都是从自然界观测中提炼思路。思路很重要，“从理解中结合学科的发展前沿，定量化以后再进一步提出理论或者数据模型，然后进行评估、回到观测中去验证、评估”。他们做一个数值模型，先是发现问题，然后改进，观测验证，再提高，再观测验证。
　　 记者细数张荣华在海洋环流模式和气候数值模拟等研究领域的专长：海气耦合模式、热带海洋—大气相互作用、厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)数值模拟和预测、年代际海洋气候变率、海洋反馈过程参数化及其对气候模拟影响，依次展开的各项研究都没有脱离海洋这个关键词。
　　 早在博士论文工作期间，张荣华在导师曾庆存院士等的指导下，针对海洋和海气耦合模式展开研究，取得了重要成果。如在国际上率先发展了一个自由表面大洋环流模式，发展了一个基于海洋-大气耦合模式的短期气候异常预测系统。并且，他也发展了短期气候异常预测方法，成功地发展了一个海洋—大气耦合模式应用于我国跨季度气候预测，如成功地进行短期气候异常(如中国的夏季降水、旱涝等)和全球气候、环境变化等的数值模拟和预测研究。他个人因在海气相互作用数值模拟与短期气候预测方法等研究的突出贡献，荣誉奖励纷至沓来。1993年被评为中国科学院京区优秀青年，1994年获第三届“赵九章优秀中青年科学工作奖”特等奖，1990年获日本科技厅 Fellowship Award，1998年获中国科学院自然科学奖一等奖。也因此，受到特邀参加于2004年在上海举办的被称之为“工程界奥林匹克”的世界工程师大会，并作了专题报告。他的这些创造性工作也为国家赢得良好的国际声誉。
　　 在美国学习工作的这段日子，他担任了美国多个国家级科研项目的首席科学家。依托这些项目，他在科研上突飞猛进。1998年以第一作者身份，张荣华在世界顶尖学术期刊《自然》(Nature)上发表论文，并荣登《自然》杂志封面，文章以“厄尔尼诺变率: 热带外贡献”为标题。同时他的成果被《华盛顿邮报》等美国主流传媒进行了专题报道。1998年2月26日，《华盛顿邮报》发表了题为“ El Ni?o fluctuations may follow warm water flow”的专题报道，评价这篇论文“为热带太平洋上层海洋增暖及ENSO年代际变率这一疑难问题给出了创新的解释”。
　　 在海洋和气候变率机理研究中，他探索了北太平洋海洋次表层海温年代际变化。他从观测资料分析中首先发现：起源于黑潮和中高纬海区的次表层海温异常可随副热带反气旋流涡向赤道地区传播，进而可影响副热带和热带地区上层海洋热力结构，揭示出北太平洋地区海洋次表层海温异常结构和传播特征以及中高纬海区与副热带和热带海区之间的遥相关现象。这项重要研究成果发表在《J. of Climate》杂志上，其分析结果被学术界广泛引用。
　　 近年来，在海洋和气候预报、预测技术和方法研究中，他创造性地开发了次表层海温反演技术、单个海表温度方程的嵌套技术、利用卫星资料进行气候反馈过程经验参数化技术等，有效地改进了热带海气耦合模式和地球系统模式。例如，他发展的ESSIC ICM准确地预报出2011年赤道太平洋海表温度二次变冷的发生和演变，这一重要成果也让张荣华以第一作者身份于2013年在《自然》子刊“Scientific Report”上发表论文。对此，美国海洋大气管理局(NOAA)对2010?2011年La Ni?a事件预报工作发表了题为“Board of outstanding open problems”的专题报道。同时，作为美国海洋大气管理局（NOAA）2012年度改进天气和气候服务的亮点也予以了报道。
　　 又如，张荣华开发了海洋卫星遥感资料应用方法，利用卫星资料改进热带海气耦合模式和地球系统模式。他利用卫星风场、海表温度、淡水通量和水色等资料，诊断热带海洋过程对气候反馈机理，并成功地进行有关气候反馈过程参数化研究，有效地改进了热带海气耦合模式和地球系统模式性能。特别是进行了淡水通量强迫、海洋生化过程加热、热带不稳定波(TIW)等物理过程在热带太平洋气候变化和厄尔尼诺-南方涛动中所起作用等的数值模拟研究。在这个方向上，仅在2009年一年中，他就以第一作者身份在国际权威杂志上发表3篇SCI期刊论文，并获得美国马里兰大学地球系统交叉科学研究中心(ESSIC/UMD)2010年度最佳科学家论文奖。这些重要成果张荣华也以第一作者身份于2015年发表在《自然》子刊“Scientific Report”上。

全职回国服务和人才培养

　　 上世纪八九十年代，封闭多年的国门再次向西方打开，1994年，年轻的张荣华以访问学者的身份远赴美国国家海洋大气管理局海洋资料中心（NODC/NOAA）交流学习。美国前沿的科学氛围深深地吸引着这个求知若渴的青年，随后，他又先后任职于美国罗德岛大学海洋研究生院、美国哥伦比亚大学国际气候研究所、美国马里兰大学地球系统交叉科学研究中心等，从助理研究员做到资深科学家。
　　 诚然，有苦有甜亦生活。张荣华在采访中也提到，刚去美国时是以访问学者的身份去的，“自己就像个孤儿”，全部都得靠自己。
　　 在ESSIC ICM模式确立之前，张荣华光调试模式就花了6个月时间。“模式不好建，有时候吃不香睡不好，我就会去打球放松一下”“突然有一天，灵感就来了”。他总结出经验就是，多听报告多看文章，引用吸收再创新。
　　 所有曾经获得的荣誉和奖励都是自己科研之路上道道靓丽的风景，然而，在美国舒适的状态却留不住游子“回家”的心。“到美国20年，我一直保持中国国籍，是一直想到要回来”。实际上，从2008年开始，张荣华每年都会在国内待上3个月以上的时间，如在国家海洋局第二海洋研究所、北京师范大学、南京信息工程大学当客座教授传授知识，这种状态一直持续了五六年，直到2013年全职回国。谈到自己回国的初衷，他感慨万千。“中国这几十年，特别是近十多年在海洋研究上的发展太快了。”他记忆中，以前中国只有中国海洋大学，虽然在山东、厦门等沿海地区的大学也有海洋学院，但数量都不超过四五个。如今，光海洋大学就超过四五个，还有很多大学成立了海洋学院。并且，如今中国已然成为世界第二大经济实体，用在科研经费上的各项投入也在不断增加，特别是国家和山东省及青岛市对海洋发展的重视，这是一个绝好的发展时机。
曾经站在国际学术前沿，早已“一览众山小”，他坦言，我国海洋科学的观测实力很强，但海洋数值模拟相对比较弱，相应的人才也比较缺少。这一方面对数学和计算机水平要求较高。
　　 千军易得，一将难求。正因为张荣华在海洋数值模拟方面的造诣，中国科学院海洋研究所对他寄予厚望。事实上，张荣华也正是海洋大气耦合系统研究的不二人选。万事俱备，只欠东风。在美国漂泊了20年的他，终有机会回祖国效力。
　　 目前，他已在中国科学院海洋研究所建立起由科研人员及研究生组成的研究团队，这些年已在海洋模式开发和数值模拟等方面打下坚实的基础，积累了丰富的经验，将进一步开发和改进不同类型的热带海洋—大气耦合模式，比如中间型海气耦合模式(ICM)、混合型海气耦合模式(HCM)和环流型海气耦合模式(CGCM)等。这些模式都为进行跨学科数值模拟研究奠定了基础。并已与所内外其他科学家紧密合作，共同开展海洋环境和地球系统数值模拟研究。为了加强国际合作交流，张荣华与国内外相关机构和研究团体建立了紧密联系和深入的科研合作。鉴于他之前的身份，他利用一切可能力促国际交流。
　　 为了支持张荣华团队开展科研，中国科学院海洋研究所特地购置了200多万的计算机，目前都已调通试用。而且，他入选了2014年青岛领军人才，支持的科研经费有100万；2016年起又受聘为山东省“泰山学者”特聘教授。从山东省到青岛市，地方政府不论在人才招聘还是政策上，都对海洋科学研究非常重视，给了他很大支持，“希望我能提升我国在海洋数值模拟方面的整体水平”。此外，青岛海洋国家实验室也已获国家科技部批准，各项工作进展的非常顺利，对张荣华的研究工作也给予大力支持。值得注意的是，张荣华目前已直接参与中国科学院战略性先导科技专项（A类）“热带西太平洋海洋系统物质能量交换及其影响”项目，并已有效的改进现有的海洋模式和气候系统，开展了短期气候异常（如厄尔尼诺—南方涛动等)和全球及区域气候、环境变化等的跨学科研究等。　　
　　 气候变化是当今世界各国所面临的共同挑战,关系到全人类的切身利益。张荣华坦言，自己重任在肩，压力也很大，“我们将以海洋环流数值模拟为中心，通过和大气、海洋、海洋生态和海洋化学等其它地球系统分量之间的耦合，进一步发展数值模型来表征具体的过程，以便预测未来的气候和环境变化”。　　
　　 如今，除科研工作外，张荣华也坚守在教师岗位。师者，所以传道授业解惑也。传道的这份责任更如三月绵绵细雨，润物细无声。在传承知识、传递道业的同时，他十分注重年轻人才的培养。在美期间，他已为培养国内人才奉献自己的力量，如分别邀请、资助国家海洋局第二海洋研究所王桂华、中国科学院大气物理研究所郑飞、国家海洋局第二海洋研究所裴玉华、南京信息工程大学李忠贤、南京信息工程大学智海、国家海洋环境预报中心冯立成等国内年轻科研人员到美国马里兰大学开展合作研究工作。回国后，更是积极参加国内有关教育和培训工作。“2015年春季开始，我担任了中国科学院大学的首席教授。”如今，他仍然身兼教授的角色，享受着薪火相传的乐趣。“2014年11月参加了中国科学院南海海洋研究所黄瑞新老师举办的为期两周的海洋环流讲习班，2015年4月又参加了厦门大学的春季讲习班，2015年11月南海海洋研究所举办的讲习班再次参加。也许，培养年轻一代比发表几篇文章更为重要。”
　　 杰出的无产阶级革命家董必武曾说，精通一科，神须专注，行有余力，乃可他顾。张荣华用行动诠释了成功源于专注坚持，更源于兴趣和勤奋。