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测地观天开新境 远拓星途启征程

来源:  发布时间:2025-12-31

  他是太空测地学领域的拓荒者。早年于台湾大学筑基物理,后负笈美国加州大学圣地亚哥校区在学术薪火中淬炼锋芒。20余载NASA岁月,他深耕地球物理:捕捉地球自转毫秒级震颤,解析重力场百万分之一的微澜,追踪海平面逐年累积的升沉……这些见微知著的探索,终成解读地球动态的“金钥匙”,为了解地球、推动行星探测等学科发展立起科学砥柱。

  当科研硕果缀满枝头,对教育事业的拳拳执念牵引他重返宝岛——延续科研脉络,躬耕讲台,以星火之势播撒地球科学的种子,在这片土地扎根抽枝。

  花甲之岁,他欣然驻脚山东科大,那把洞悉天地微变的“金钥匙”仍紧握手中。他期望在这里,带领新一代的科学人将测量智慧铺向行星探测等更广阔的星图,续写着探索与传承的新故事。

  

——记山东科技大学(青岛)测绘与空间信息学院讲席教授赵丰

黄雪霜  谭 凯

  

  以微秒为刻度,丈量地球自转的多姿舞步,看时空在星轨间轻轻摇晃;以微澜为音符,破译重力场的隐形乐谱,听大地在引力中低吟;以月震为脉搏,为嫦娥装上听诊的探头,追索月球的往事都刻在哪些岩层;以潮起潮落为笔迹,追踪海平面的变迁,让沧海桑田有了确切注脚;以测地为眼睛,描摹遥远星系的朦胧轮廓,把星图翻译成活的诗行……

  走进赵丰徐徐展开的地球物理世界,你会发现他对自己所研究的对象融会贯通、爱得深沉。无论是早年在物理科学兴趣的牵引之下逐渐踏入测地学研究的大门,还是在美国航空航天局(NASA)深耕20余载,开创空间大地测量学科先河;无论是回归宝岛后深耕教育,培育测地学人才,还是以科普达人的身份撰写各类科普稿件,深入各大高校、中小学甚至社区,打通科学与大众的隔阂……无论身份如何转换,那份对科学的纯粹热爱,始终是照亮他前路的光。如今,作为山东科技大学(青岛)测绘与空间信息学院讲座教授,他携半生积淀而来,在这片祖国的热土继续以测地学为尺,丈量星辰大地的征程;亦以纯粹的赤子之心,把知识酿成星光,照亮更多后辈前行的方向。


叩开星途:让“天地全域”梦想落地生根

  赵丰的学术征程始于台湾大学的物理殿堂。彼时,物理以其宽广的边界,为他铺开了一张充满无限可能的画卷。加之他还对地理、历史等充满兴趣,这种融合的兴趣促使他更偏爱将知识与所处的环境联结——地理的肌理、星空的秩序,这些具象的“大环境”启发他从宏观的角度去探索科学的奥秘。从地球本身到天文行星系统,他试图在这片广阔的天地间寻找属于自己的方向,研究的兴趣也逐渐向地球物理领域靠拢。

  早年中国台湾地区研究条件有限,出国深造成了许多渴望继续攀爬象牙塔学子的选择,赵丰也不例外。大学毕业后,他带着对科学的憧憬和对未知的探索欲,踏上了前往美国的旅程。他申请到加州大学圣地亚哥校区的斯克里普斯海洋学院攻读博士学位,那是世界上最庞大、最前沿的地球科学教学研究机构之一。在这样一个学术殿堂,赵丰对“大环境研究”的模糊想法逐渐清晰。

  在美国,赵丰感受到了与台湾截然不同的学术氛围。美国的学习效率极高。他仿佛置身于一个全新的世界,这里不仅有丰富的学术资源,更有来自世界各地的顶尖学者和多元的思想碰撞。而他在台湾大学打下的扎实物理基础,在新环境中显出实效:热力学能解释大气环流,电磁学可破译地磁场规律……他终于理解在台湾大学时老师说过的话——“现在学的,将来总会有用”,那些曾觉得枯燥的理论,在此刻有了具体意义。兴趣驱动下,他白天泡在实验室处理地震波数据,夜晚研究行星轨道参数,学术基础在这一阶段得以巩固。他认定,人生的意义在于把热爱的事做好。

  赵丰的博士生导师弗里曼·吉尔伯特(Freeman Gilbert)对他的影响至深。这位美国地震学界的元老,虽未时刻耳提面命,却以强大的力量影响着赵丰的学术人格。赵丰常默默观察这位大师的治学之道:面对复杂数据时的沉静专注,解析难题时的思维路径,乃至与人讨论时的谦和态度,都成了他学习的样本。

  博士毕业后,当多数同学进入工业界或地质机构时,赵丰却想找一个能容纳“天地全域”研究的平台,而在太空探索领域占据标杆地位的NASA,成了他心中的理想选择。机缘巧合下,他通过面试到这个机构从事博士后研究,由此正式踏入大地测量学领域。尽管此前对这一学科专业接触不多,但他觉得这“非常有趣又有用”,凭借已有的物理基础,他很快就进入状态。依托NASA领先的技术积淀与海量数据资源,那些开创性的研究,如星辰初升般在他和团队成员手中渐次绽放。


深耕寰宇:编织空间测地研究脉络

  1981年,当赵丰踏入NASA戈达德太空飞行中心时,太空测地学恰如一枚初升的星子,在人类探索宇宙的版图上闪烁着朦胧的光。彼时的NASA,正以开拓者的姿态叩问天地的隐秘——这一时期的它,更像一位纯粹的科学行者,重视宇宙规律原始探索的积累。而赵丰的到来,恰与这份初心“撞个满怀”:这个需要物理根基来破译技术可能性与充满科学意义的新兴领域,与他对“大环境”的探索热忱,形成了奇妙的共振。

  在戈达德的25载,NASA为赵丰提供了广阔舞台。其间,他不仅是领域的核心研究员,更逐步承担起团队领导的职责,曾任多个重要项目的负责人,在科研管理与团队协作中展现出能力,被提拔为戈达德的中层主管。他长期从事空间大地测量技术及地球动力学应用研究,在卫星重力、地球自转、地球重力场、海平面变化等领域取得了一系列开创性研究成果。

  作为重力恢复及气候实验卫星(GRACE)计划的首批项目科学家,赵丰和他所带领的团队为这颗“地球质量侦探卫星”筑牢了理论根基——当卫星捕捉到的时变重力信号如流水般涌来,人类第一次得以清晰观测全球大规模质量迁移,为解读气候变化提供了全新的视角。

  在研究地球自转这一课题时,赵丰的发现不断刷新着人们的认知。1989年,他在《科学》(Science)杂志上率先揭示了厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)与准两年振荡(QBO)对地球自转变化的影响。这一发现让人们意识到地球系统各部分之间藏着紧密的联系。后来,他又通过空间大地测量技术,精准算出海洋潮汐对地球自转速度的影响,相关成果发表在1994年的《科学》和1996年的《自然》(Nature)杂志上,还被国际地球自转服务(IERS)列为标准模型,成了这一领域的“度量衡”。

  在观察地球形状和质量分布变化方面,赵丰的探索成果同样令人瞩目。借助空间大地测量技术,他率先观测到地球扁率在1998年出现的反转变化现象。这一现象论文发表在2002年的《科学》杂志上,背后反映的是全球范围大规模质量分布发生的显著变化。不仅如此,他还结合地震监测和大地测量等多源观测手段和数据,揭示大地震会给地球带来深远影响:比如让地球变得更圆一点,密度更大一点,自转也更快一点。

  2008年,赵丰在《科学》上发表一项重要成果,他和团队在国际率先精确评估了人工水库蓄水对地球自转、地球重力场及海平面变化的影响,这项研究因为科学价值高,多次被写进联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的评估报告里。赵丰还先后创新性地提出和发展了球谐叠加(SHS)、AR-z谱分析等方法,这些方法能更精准地“捕捉”到潮汐、地球自身振动以及自转等过程中产生的信号,现在还被用在相关研究中,成了科学家的得力工具。

  这些开创性的研究与方法创新,不仅丰富了人类对地球系统的认知,也让赵丰在国际学术共同体中赢得了广泛信赖与尊重。他先后出任美国地球物理学会大地测量部主席、国际大地测量协会组织负责人等,多次获得NASA杰出贡献奖、《地球物理学研究杂志》(Journal of Geophysical Research)最佳审稿人等荣誉,1995年当选国际大地测量协会会士,2019年入选美国地球物理学会会士等。20162018年被选任亚洲-大洋洲地球科学联合会(AOGS)的主席,2025年获得AOGS的最高荣誉奖阿克福德奖章(Axford Medal)。


圆梦育人:“薪火传递”有了扎实依托

  赵丰返回台湾,既是长久心愿的驱动,也源于偶然机缘的促成。早在2005年暑期,他便以访问学者身份走进台湾“中央大学”太空遥测中心,这份前期接触为后来的深耕埋下伏笔。在NASA工作20余载,他虽在学术突破与学界服务中收获颇丰,心底却始终萦绕着一份缺憾——未能直接投身教育,为行业培育后辈。而NASA与台湾太空计划实验室的气象、电离层和气候星座观测系统(COSMIC)合作项目,更让他往返于美国和台湾,频繁的交流中,那份弥补遗憾的念头日渐清晰,最终在2006年化作行动:离开了NASA,正式任职台湾“中央大学”,开启了在台的学术与教育生涯。

  在“中央大学”地球科学院担任院长的4年(20062010年),赵丰不仅延续着学术探索,继续在熟悉的领域深耕细作,成果虽不算惊天动地,却也稳步推进,更将精力投向学科建设与人才培育。对他而言,教育领域的收获远超科研。从课程体系优化到科研平台搭建,他切实推动着学院的发展。

  2010年,赵丰转入台湾“中央研究院”地球科学研究所,先以所长身份主持研究所工作(20102013年),后任特聘研究员。在这个平台上,他既保持着对地球科学前沿问题的深耕,也依托机构与学界联动的传统,持续推进跨区域的学术合作与青年学者培养。其间,他还推动了台湾海洋科学学会和测地学学会的成立。

  赵丰的脚步并未局限于中国台湾地区。2015年起,他先后以访问学者身份走进日本京都大学、西班牙阿利坎特大学,以及美国加州大学圣地亚哥校区斯克里普斯海洋研究所等国际知名机构,在国际交流中拓宽研究视野。同时,他频繁到访祖国大陆,先后在中国科学院上海天文台、中国科技大学(合肥)、武汉精密测量科学与技术创新研究院等科研单位,或开展合作研究,或举办专家讲座,让两岸的学术联结更为紧密。

  这些任职与跨域交流,让赵丰在台湾的“薪火传递”有了扎实的依托。从台湾“中央大学”的院系治理到“中央研究院”的科研管理,每一份职务赋予的责任,都成了他践行“培育后辈”初心的载体。这种扎根实务的付出,远比单纯的学术研究更让他感受到弥补缺憾的踏实。

  在跨域学术交流中,赵丰始终将培育后辈放在重要位置,无论是对台湾本土学生的日常指导,还是与大陆青年学者的交流互动,抑或与各地留学生的沟通等,都通过分享经验、搭建合作桥梁等方式,让年轻研究者获得成长机会。那些具体而微的行动,一次次课题指导、一场场学术对话、一个个合作机会,最终沉淀为年轻一代成长的养分。

  回到故乡熟悉的环境中,赵丰感受到一种别样的踏实与归属感。在他看来,这时所做的工作,不再是为他乡添砖加瓦,而是为自己的同胞、为这片生他养他的土地贡献智慧。这种情感上的满足,让他觉得在这里的工作与生活充满了意义——“成果虽小,却是在为中华民族的科学事业添砖加瓦,这份成就感无可替代。”


扩展星图:续写探索与传承新故事

  2025年开春,赵丰开启了学术生涯的第三次启航——他成功申请了教育部的讲席教授职位,正式加入山东科技大学(青岛)测绘与空间信息学院。这一决定源于多方面的考量:一方面,他多年来频繁往返于两岸,与祖国大陆的学术交流密切,对这里的科研环境十分熟悉;另一方面,中国台湾地区的退休制度让他有了新的选择。恰逢他在山东科技大学担任教授的学生盛情邀请他来校继续发光发热,赵丰欣然接受。

  “中国近年来在行星探测领域已跻身世界前沿——从月球探测到火星科考,再到‘天问’系列对小行星的探索,一系列突破性成就为我们将过去积累的方法和成果进一步延伸、实践搭建了‘天梯’。”年逾花甲,但在赵丰身上感受得更多的是对未来的希冀——“当‘天问’飞向小行星,当月球基地从蓝图一步步迈向现实——这些曾遥不可及的课题,如今正是我们的主战场!”带着这样的憧憬和动力,他致力于带领团队将地球科学的成熟模型注入行星探索,在火星地貌分析中校准重力反演算法,借“嫦娥五号”月震数据优化潮汐模型……这样的冲劲其实也源于团队的支持——虽然到校的时间并不长,但启动经费迅速到位,学校的大力支持、充足的资源保障,加上大陆学生与年轻学者身上那股不容置疑的学习热情和上进动力,让他对未来充满信心。“有这样的基础,我们完全有机会在行星科学领域做出更深入的探索。”

  多年积累的经验和国际视野,让赵丰能快速衔接起全球范围内的学术资源,而大陆学界特有的勤奋努力、团队作战力与对基础研究的持续投入,更让他看到了突破前沿问题的潜力。如今,行星探测与地球深部动力学两大前沿方向的长期规划雏形已现。他正着力推进两方面工作:一方面延续在NASA深耕的太空测地学脉络,整合全球观测数据,深入探索地球自转、重力场变化等基础科学问题;另一方面则借力中国在行星探测领域的领先优势,将地球科学的研究方法延伸至月球、火星等深空探测领域——这份跨界探索,正契合了中国行星科学快速发展的时代机遇。

  时至今日,赵丰仍能回想起初到美国加州大学时一个感受颇深的故事。一次野外地质实习,当老师带领学生抵达加州沙漠某定点时,同学纷纷拿起工具奔向岩石,兴致勃勃地开始敲打、观察和记录,只有赵丰仍旧站在老师身旁等待讲解和指示。“你站在这儿干什么?”老师的一句问询点醒了赵丰,他幡然醒悟:原来科学探索不是等待别人给出答案,而是要主动去发现。多年回国后在教育一线实践,赵丰想灌注给学生的就是这样一番感悟:中国教育相较于西方教育,往往更重循规蹈矩,缺乏培养主动探索和创新求索的精神。在他看来东西方文化各有利弊,但在培养创新精神这方面,确是中国教育亟需优化的领域。

  到山东科技大学之后,赵丰仍将教书育人作为自己的核心工作,在课堂与实验室里,他常以自身经历引导学生:从物理系跨考地球科学研究生时,如何凭借基础学科积累打开新领域的大门;在NASA工作期间,怎样在跨学科协作中捕捉创新火花。看到年轻学子对知识的渴求与向上的动力,他总会不遗余力地分享经验,从课题设计到数据解析,都以平等交流的姿态启发思考。在他看来,团队的边界远不止于校园,中国科学院的合作伙伴、祖国大陆高校的晚辈学者、台湾的同事,共同构成了一个开放的学术协作网络,而这种跨地域的联动,正是培育人才的沃土。

  回望赵丰的学术生涯,他始终以一种通透的态度面对科研路上的挑战。在他看来,那些需要精密推演的数学模型、复杂艰深的物理问题,从不是需要咬牙克服的“困难”,而是充满吸引力的“乐趣”。如今身在山东科技大学,面对行星科学的未知疆域,他依然带着这份初心:不把挑战视为负担,而是当作科学馈赠的谜题。对他而言,科学之路从无绝对的“困难”,只有待发现的乐趣与持续不断的动力。他愿意以这份对未知星辰大海的探索热情,带动身边的人一起解锁更多未知星图的奥秘。
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2026年1月

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