原创 关郁凡 扈永顺 科协改革进行时 收录于话题#弘扬新时代科学家精神5个
编者按
初心铸魂，匠心筑梦。2020年9月11日，习近平总书记主持召开科学家座谈会并发表重要讲话，强调科学成就离不开精神支撑。科学家精神是科技工作者在长期科学实践中积累的宝贵精神财富。新中国成立以来，广大科技工作者在祖国大地上树立起一座座科技创新的丰碑，也铸就了独特的精神气质。
为积极响应习近平总书记重要讲话精神，大力弘扬新时代科学家精神，科协改革进行时重磅推出“铸魂”栏目，为您讲述他们“爱国、创新、求实、奉献、协同、育人”的故事，敬请关注。
“天上跑台云，地上雨淋淋”“朝霞不出门，晚霞行千里”等人们耳熟能详的谚语，凝聚了先民们从实践经验得来的思考和智慧，但就在这看似简单的气候环境变化和相互作用的现象背后，实则蕴含着复杂的物理、化学等科学原理和极大的可深入研究的价值。中科院院士、中科院大气物理研究所研究员吕达仁的日常工作就是“穿雾透云”解读大气。
要实现火眼金睛般透视大气，就要有趁手的“兵器”，吕达仁是我国研制MST(即中间层一平流层一对流层)雷达先驱者和主要参与者之一。MST雷达是服务于天气预报、航天航空的最为实时的大气垂直风场结构和湍流强度高技术获取手段。这一新型探测手段在上世纪八九十年代以来一直是核心手段之一，是构成国际大气和日地物理学界研究观测中层大气的最主要设备之一。
2017年，吕达仁担任首席科学家完成了基金委首批重大科学仪器“多波段多大气成分主被动综合探测系统（APSOS）”，该项目将大幅提升我国大气环境探测的技术水平，为大气环境监测、灾害预报和科学研究提供高价值的原始数据。
凭借在大气物理领域的深入钻研，吕达仁先后获得国家自然科学三等奖、国家科技进步二等奖等诸多奖项。吕达仁始终追求走在大气物理学领域研究的前沿，虽已到耄耋之年，他仍在参与第三代MST雷达研制工作。与此同时，吕达仁也没有忽视教书育人的工作，现在他仍会站在三尺讲台前给学生讲授大气科学的相关课程，通常一堂课下来就是3个小时。在对初心和责任的坚守中，吕达仁将科学家精神默默践行、传递。
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“会玩不是坏事”
1956年，是中国现代科学技术发展史上具有里程碑意义的一年，这一年年初，党中央发出了“向科学进军”的号召，也是这一年，16岁的吕达仁考入了北京大学。
高中时的吕达仁，各学科的成绩都很优秀，历史老师说他可以报考历史专业，英语老师说他可以学英语专业，但基于对数理的兴趣和对科学的热爱，吕达仁考入了北大物理系气象专业，从此推开了走向科研之路的大门。
北京大学地球物理系62年毕业 吕达仁（最后排左四）
在北大的六年，让吕达仁一生难忘。外部环境的动荡并未对吕达仁产生过多影响，他深知学好知识才是第一要务，“我们那时候学习非常强调基础，考试也很难，大家平时都是在图书馆学习、做作业、听辅导课。学校宿舍晚上十点钟熄灯，想继续学习的学生，就到有灯光的走廊、厕所里看书。”
大学六年时间，吕达仁把与理论物理相关的基础课程、气象专业的主要课程以及能够学习到的大气物理课程都学了一遍。这一阶段的系统学习，为他日后科研工作打下了坚实基础。
与大部分好学的同学不同，吕达仁并没有整日与书本为伴，在学校登山队、当时只收两毛门票钱的颐和园，也时常能看见他的身影，“1959年，北大组建了登山队，我成为了里面一分子，那时候训练要从西校门出发一直跑到香山脚下再回来，来回要跑10多公里。”除了参加学校组织的社团活动，吕达仁还会与同学结伴“穷游”，两人星期天一大早就出发，坐公交车到西直门，转乘火车到门头沟，再坐公共汽车，下了车再步行，一走走到戒台寺、潭柘寺，直到夜幕四合才恋恋不舍地返回学校。
“我们两个男孩真兴奋，走得好高兴，我觉得会玩不是坏事”，这份爱玩、会玩，也给吕达仁带来了很多好处。长久以来养成的锻炼习惯让他的身体素质一直很好。现在，每天午饭后，他都会去研究所附近的公园里走步。
就是这个从小爱玩的学生，小学三年级时，在作文《我的志愿》里，写下了“要当科学家”的愿望。“我那时候并不清楚科学家到底是什么，只知道爱迪生、牛顿，就认为搞创造发明的就是科学家”。儿时的他对科学家只有一个笼统的认识，但在日后的求学之路上，吕达仁一直朝着这个目标一步步前进。
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“面向国家发展需要、面向国际科学前沿”
1962年，从北京大学毕业后，一心只想做科研的吕达仁考入中科院原地球物理研究所，成为了中国现代气象事业开拓者之一顾震潮的学生。在地球物理所读研究生期间，导师顾震潮和一批思想活跃的年轻学者对他的科研方向产生了重要的影响，让他产生了从事前沿研究的愿望。
前沿问题从何而来？对吕达仁这个年轻的学者而言并不清楚，“顾先生给我的启发是从两个方面去理解，一方面要从国家的重大需求中去提炼，另一方面则要从研究对象本身，即从观察大自然中提炼前沿问题。”在吕达仁日后的研究中，面向国家发展需要、面向国际科学前沿始终是他开展科研工作秉承的宗旨。
2015年，巴黎气候大会的展区上，一个名为“追踪碳足迹——中国科学家在行动”的展台格外引人注目。一块块展板展示的是从2011年开展的中国科学院战略先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”（简称“碳专项”）的研究成果，而这一耗资八个亿重大项目的负责人，正是守在展台旁，不断回复参观者询问的吕达仁。
2015年，吕达仁在巴黎气候大会上发言
当被中科院任命为“碳专项”负责人时，吕达仁仍一脸疑惑。“当时除了知道自己要负责这件事，其他什么事情都不知道，这个项目牵涉的面特别宽，科学、技术、政策，并不是我所熟悉的领域。”虽然对项目内容还有诸多疑问，但吕达仁仍接下了这个项目。在他看来，“碳专项”能够为国家应对气候变化提供基础数据、科学知识和技术支撑，既然国家有需要，科学家就应能担当敢作为。
在面向国际科学前沿领域，吕达仁也有着自己的洞见。人类活动规模的不断扩大，加剧了对生态环境的影响。气候变化带来的问题已超越国界，成为制约人类社会可持续发展的全球性问题。大气是流动的，已有的卫星观测资料及数值模拟结果显示，受夏季风影响，地面水汽和污染物通向全球平流层大气的主要通道就是夏季的青藏高原，而能在西藏的羊八井建站，观测、解析青藏高原上的大气物理运动变化过程，是吕达仁的一个梦想。2012年1月，吕达仁领衔承担了国家自然科学基金委首批资助的国家重大科研仪器设备研制专项之一——“多波段多大气成分主被动综合探测系统（APSOS）”，并担任首席科学家，带领着来自全国各地的科研人员开始了APSOS设备的研制、使用。经过6年的艰辛努力，2018年APSOS系统正式启动，可以对从地表到110千米高度的垂直大气层进行多要素连续观测。实现了对青藏高原全（中性）大气层多要素、高垂直空间分辨率、高时间分辨率精准连续探测。
吕达仁在西藏羊八井全大气层观测站
APSOS系统目前处于世界前沿，并实现了多个国内首次，首次实现对大气温度从近地面到低热层（110千米）的无缝隙探测；首次实现对流层和平流层臭氧（5~50千米）的同时探测；首次将地基测云雷达由Ka波段上升到W波段，能够测量非降水云结构；首次将太赫兹技术应用在地基大气探测领域，能够测量中间层水汽、臭氧的气柱总量和垂直廓线。
完成一个大型项目并不容易，既需要团队内部能够做到集智攻关、团结协作，同时对领军者也提出了很高的要求。在吕达仁看来，作为一个项目的领导者，首先自己要有相对足够的知识面，其次要能熟悉各学科的有关专家。最重要的是，项目带头人要谦虚、胸怀宽广、平等待人。吕达仁对自己的要求正是如此，“我们团队之间都是彼此尊重信任，我始终平视每一个人。”
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“把冷板凳坐热”
除了国家需要、国际前沿，吕达仁做科研还坚持“不凑热闹”。在科研领域，追逐“热点”，是能够出名、出成果的有效途径，但吕达仁并不这样认为，在他看来，做研究不排除“功利目的”，但要看这个功利目的是为国为民为人类，还是主要为自己，“我们的东西绝不是自我欣赏、自娱自乐，我们是要用国家的钱产生科研效果，产生技术能力。”
但原始创新往往是前期投入大，短时间内难见成效，因此，“坐冷板凳”是必须要经历的一个阶段，能把“冷板凳坐热”更是难上加难。在吕达仁看来，这就是作为一名科学家，必须要面对的问题，“我知道什么是冷板凳型的科研，对坐冷板凳别人不理解我理解，别人不热衷我专心，我要想办法把冷板凳坐热。”
MST雷达是探测大气动力场特征与结构的独特且重要的手段，对天气预报、航空航天保障可以发挥积极的作用。但要把雷达从无到有做出来，并且实现性能的迭代提升，吕达仁的冷板凳一坐就是四十多年。
1980年，吕达仁开始主持研制我国第一部ST（平流程—对流层）雷达，主要用于平流层和对流层晴空探测，直到20世纪初这台雷达通过专家鉴定并开始使用，经历了二十余年的时间。“80年开始ST雷达立项，但因为经费紧张，我们1985年才拿到第一笔经费，因此在这五年间这个项目进展艰难。”吕达仁说。
缺少经费支持的吕达仁，只能将项目暂时搁置，在这期间，他开始研究臭氧、辐射、卫星等课题，等到经费到一点，再继续进行雷达研制。即使有诸多条件的限制，吕达仁和他的团队还是将这台对于我国科技研究具有重大突破意义的雷达成功研制出来，并于本世纪初在河北香河投入使用。对吕达仁而言，这台ST雷达并不理想，“这可以说是第一代MST雷达，但只是完成了平流层—对流层的观测，中间层还不涉及。雷达的原理与作用可以体现，但如果想要实现预先的设定效果还需要增加至少两倍的投资，因此通过验收的雷达与预想的是有差距的。”
大气所香河大气综合观测试验站雷达阵 吕达仁（最右）
第一代MST雷达的突破，仅是一个开始。要做成第二代MST雷达，仍面临诸多挑战，吕仁达又坐了十年冷板凳，到2011年，第二代MST雷达建成并稳定运行。目前，国际在运行的MST雷达仅有十余部。
第二代MST雷达投入使用后，吕达仁和他的学生们就开始利用该雷达进行长期观测，数据研究分析后，证明我国自主研发的第二代MST雷达在探测能力与数据质量上已处于国际先进水平。
经过吕达仁和他的团队几十年不懈地探索和积淀，将要建设在西藏羊八井的第三代MST雷达也正在研制中。三代MST雷达的研制既是吕达仁“把冷板凳坐热”的决心与证明，更是我国在此领域从突破、发展、到走向国际舞台中心，追求国际先进的前进与奋斗缩影。在吕达仁看来，未来的路，仍是任重而道远，而讲台下的学生和年轻的科技工作者，正是国家的希望。
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乐在其中的教师
大气物理学家、中科院院士、首席科学家……吕达仁有很多称谓，但在所有的称谓中，吕达仁最喜欢的就是“老师”，“我的学生们都叫我老师。”
在吕达仁的科研和成长之路上，老师是对他产生过重大影响的角色，正是一位位良师的引导让他获益匪浅。
与许多当代大学生一样，吕达仁在北大就读期间，也曾面临“转专业”问题。不同的是，当时转专业的学生大多是对学科发展存在质疑，但吕达仁却因在北京大学任教的气象学家谢义炳说的一段话而选择了留在气象专业。
谢义炳在答复学生“为什么对气象专业这么不满意”这个问题时曾说：“气象学是不成熟，比物理学里的很多分支都要落后，这是一个现实，这个现实应该承认，但是这样一个不成熟的科学领域，给年轻人提供了发展的舞台，正是因为不成熟，才需要有人发展它。”谢义炳的一番话，更加坚定了吕达仁从事大气研究的决心，“谢义炳先生给了我非常大的启发，可惜他从没有教过我一堂课，但他仍是我在大气科学方面非常重要的老师。”
在科研之路的探索学习上，顾震潮则是给予吕达仁最多启发和最大帮助的人。
2020年9月，吕达仁在纪念顾震潮先生诞辰100周年会上发言
研究生初入学时，吕达仁的专业方向是云物理学，着重研究云与降水粒子的增长与演化。顾震潮要求吕达仁认真学习国外的最新研究成果、掌握专业前沿，同时还布置他要进一步加强基础理论的学习和巩固。于是，刚从北大毕业的吕达仁，又继续在北大学习了一年的数学物理基础理论课程。在从事研究的学习方法方面，顾震潮教导吕达仁要“从小事做起”。刚到所不久的吕达仁就被布置和师兄周晓平共同翻译美国科学家L.J.Battan 的研究成果“雷达气象学”。通过这次翻译，吕达仁对雷达气象学的基础和应用有了更进一步的理解。
然而，就在吕达仁在自己的研究方向上取得阶段性进展的时候，顾震潮却建议吕达仁改变研究方向，从云雾物理转向射电气象（或称大气射电学）。那时，顾震潮和一批青年骨干学者认识到，单独的云雾物理已经远不能满足当时国际学术前沿和国民经济国防对大气物理学科的需求，为满足国家发展需要，扩展研究方向刻不容缓。
导师顾震潮在为人、治学、奉献、爱国等方面展现出的科学家精神和高尚的人格魅力一直以来深深影响着吕达仁，他将从良师们身上学到的国家需要为先，国际前沿为重的科研追求，认真严谨的治学态度，甘为人梯的育人精神深深地融入了自己的科研、教学工作中，“老师们教课的态度和水平让我一辈子受益，由此也让我常常想到，我站在讲台上，绝对不要误人子弟。”
吕达仁与博士合影
吕达仁也曾教导他的学生：“做自己追求的有意义有兴趣的事，自信前行，一定能获得内心满足，获得推进社会和人类进步的成果和成就。”
对学生们而言，“老师吕达仁不仅是我们科研之路的引路人，更是我们终身学习的榜样，吕达仁的鼓励支持，是我们在科研道路上探索前行的强大动力。”
吕达仁老师白天忙完工作，夜里还要继续帮学生修改文章，当修改好的文章被吕达仁逐页拍照发给学生时，已是深夜十二点多，收到照片的学生，想到已年过七旬的老师深夜仍在工作，内心说不出的感动。
“吕老师躬亲指导，耳濡目染间我学习到科学研究需要求是、严谨，甘于坐冷板凳，不限制自己的研究领域，开阔视野，多学科交叉，融会贯通，做最基础最前沿的研究。”吕达仁的治学精神、乐观心态、正直坚毅都通过他的一言一行深深影响着学生们。
如今，已是耄耋之年的吕达仁，仍然坚持站在讲台前，也仍未停止招收研究生，为的就是传递自己的知识与经验，培养出一个又一个能为祖国发展做出贡献的科技工作者，“我愿意给学生上课，能够和学生交流、指导学生是很好的。做科研要有交流者，没有沟通机会，年轻人很难成长。”
至今，吕达仁仍承担着30课时的教学工作量，疫情期间的线上教学让能够听到他授课的人越来越多。面对未来的科技工作者，吕达仁发出寄语：“未来属于你们这些年轻的科技工作者，国家的进步，人民的安康，需要你们不断地拼搏奋斗。”（原文标题《吕达仁：练就“穿雾透云”火眼金睛》）
原标题：《【铸魂】面向前沿 默默耕耘，他用一生践行传递科学家精神》