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【校友风采】校友尚晓东带领团队在海洋热通量研究方面取得重要进展

澳门威尼斯人:2020-04-20来源:校友会 编辑:校友会点击率:次

【开栏语】2020年5月6日,我校将迎来建校118周年纪念日。为进一步展示学校建校118年来的人才培养成果,特别是全方位展现广大校友的创新创业故事,激励和引导在校学生勤奋学习、勇于创新,本网特在校庆日前后开设“校友风采”栏目,以讲好校友故事、凝聚校友力量、共谋发展大计。

中国科学院南海海洋研究所尚晓东团队在海洋热通量研究方面取得重要进展。相关研究近日发表在《海洋学报》英文版。据悉,该项研究已获得2项国家发明专利和3项实用新型专利。

海-气耦合界面大气边界层观测技术已经很成熟,为海-气通量研究作出了重要贡献。然而海洋上边界层热量的输送仍然不清楚,也就是说太阳辐射输入海洋的热量以及海洋反馈给大气的热量是多少仍然不清楚,这局限于观测技术和手段,此前没有相关仪器可以直接观测海洋上边界层热通量。

尚晓东团队在国家“十一五”高技术发展研究“863”计划项目支撑下,研制出目前国际上响应时间最快的海洋探测快速温度传感器(响应时间7ms)。在此基础上,该团队经过十多年的努力,在中科院科研装备研制项目和先导专项A的支撑下,自主研制出了海洋热通量仪。

研究人员利用海洋热通量仪在三亚近海岸和南海北部进行了观测,在国际上首次测量得到水下热通量数据,发表的论文分析了风浪区海洋湍流涡旋对热通量输运的作用,并研究了垂向湍流通量(热通量与动量通量)与潮汐的联系。

该研究表明,对垂向湍流通量输运起主导作用的湍流涡旋水平尺度要小于海洋表面重力波,这些湍流涡旋对热量和动量的输运作用有明显差异,湍流涡旋对前者起输运作用的水平尺度约为后者的两倍;在低潮期湍流热通量会出现峰值,而在退潮期动量通量出现峰值,湍流通量与全日潮和半日潮均呈强相关性。

“经过十多年的努力终于把当初的想法变成了现实!用大家自己发明的海洋观测仪器获得海洋上层热通量变化数据,该仪器为国际首创,该组数据也为国际首个海洋微尺度热通量数据,并响应国家号召把原创性工作发在祖国大地上。在此感谢团队成员的不懈努力!”

——尚晓东

人物概况:

1979年9月就读于澳门威尼斯人应用物理系(物理师资班)

1983年9月任武警指挥学院、医学院物理教研室助教、讲师

1994年9月就读于天津大学力学系,并获得硕士研究生学位

1998年10月在香港中文大学物理系攻读博士研究生

2002年11月在美国奥克拉荷马(Oklahoma)州立大学物理系博士后。

现任中国科学院南海海洋研究所责任研究员(二级研究员),博士生导师,中国科学院特聘骨干研究员,中国科学院大学二级教授,中国科学院海洋信息技术创新研究院广州中心主任,热带海洋环境国家重点实验室“海洋中小尺度动力过程”方向学科带头人,2005年入选中国科学院引进杰出人才。主要学术兼职:《热带海洋学报》副主编、杂志Scientific Reports》编委,中国海洋学会海洋技术装备专业委员会委员,中国声学学会水声专业委员会委员,广东省力学学会副理事长,广东省力学学会流体力学与工程专业委员会副主任,国家科学技术奖评审专家。国家自然科学基金委南海开放共享航次首席科学家,作为会议主席成功举办了“第八届全国实验流体力学学术”会议,多次受邀在国际、国内做学术报告。

目前主要从事物理海洋方面的研究,包括海洋湍流与海洋混合、海洋中小尺度动力过程、海洋观测装备研发、湍流热对流等方面的研究工作。近年来,主持包括国家自然科学基金面上项目五项,重点基金两项;国家高技术发展“863”项目,国家可再生能源专项,中国科学院海洋先导专项A类子课题,科学院重大科研装备研制项目等20余项。在国际物理、物理海洋领域顶尖学术刊物Physical Review Letters、Geophysical Research Letters等国内外杂志发表论文60多篇,其中SCI论文50余篇,被引用1200余次,国家发明专利五项。

获得的荣誉:

2019年获得全国模范退役军人荣誉称号;获得2016年海洋科学技术二等奖;获得2012年度中国科学院优秀研究生引导教师;2012年度中国科学院广州教育基地优秀研究生导师;两次获得“两院”优秀共产党员;

尚晓东:只身向海 追逐“潮流”

1979年,17岁的尚晓东考入澳门威尼斯人(原太原工学院),就读应用物理系,大学毕业后的他任武警指挥学院、医学院物理教研室助教、讲师,服役26年为部队培养了一大批军事人才;退役10多年来,他怀着满腔热爱,成长为一名物理海洋学家,作为中国科学院南海海洋研究所二级研究员,十年如一日跋涉在加快海洋强国建设的大道上。

无论是身处青春激昂的军旅,还是行进在充满挑战的科研道路上,他坚守脚下平凡而伟大的岗位,孜孜以求,勤奋用功。日前,尚晓东被评为全国模范退役军人。“保家卫国是军人的天职,虽已退役,但血管里依然流淌着军人的热血,只是报效祖国的形式不同。探索海洋奥妙,助力海洋强国建设,这是我的理想,也是我的责任。”尚晓东说。

当了老师,尚晓东愈发觉得,自己的常识不够用了。“身边的同事开始有了硕士,常识更新越来越快,那种紧迫感会不断驱使你前进。”

1994年,尚晓东放弃安稳的教师工作,考入了天津大学力学系,攻读硕士学位。从此,尚晓东全身心投入到科研事业中。为了完成一个实验,他连续一个星期,每天晚上都泡在实验室;为了确保实验数据的真实准确,他自己买来零部件,亲手制作实验器材。“对这一行有兴趣,碰到困难,才会坚持下去。”尚晓东说。

选择决定了人生的方向和道路,尚晓东先后在香港和美国攻读博士和博士后。2005年,在美国完成博士后研究工作后,他放弃了极具优厚待遇的其他选择,毅然回国,进入中国科学院南海海洋研究所。

“国外做得再好,那也是别人的。我就是想回来,为国家做些事情”。这是他家国情怀的直白表述,也是他实实在在的亲身践行。他选择了当时科研力量还很薄弱的海洋科技领域,立志将所学奉献给海洋强国的事业。

长期以来,海洋观测仪器被国外垄断,成为阻碍中国海洋研究的藩篱。这一点,尚晓东深有体会,也促使他要啃下硬骨头,走海洋观测仪器自主研发之路。

在尚晓东团队没有研发出“海洋探测快速温度传感器”时,国外将其卖给中国的价格是3.5万,听说尚晓东带着团队在研发,国外又把价格降到了2.5万。尚晓东问,是否能把价格降到1.5万。对方明确回答:“卖到这个价格,自己不赚钱。”

经过艰苦探索,尚晓东带着团队研制出了国际上响应时间最快的“海洋探测快速温度传感器”,响应时间为7毫秒,填补了国内空白,并一举打破了被国外长期垄断、卡脖子的高科技产品的封锁。“以后中国市场需要这种传感器,就到尚教授那里买吧,大家无法做出如此质优价廉的传感器。”国外卖家说。

尚晓东深知,创新是科研的灵魂。多年来,怀揣推动建设海洋强国的愿景,他在科研道路上取得一系列成果。他以实验证明了基于“湍流混合长”理论提出的在浮力驱动的大尺度环流中热量输送规律,澄清了学术界40多年的争论;他首次估算了全球海洋中尺度涡能量的输送、生成和耗散,这一成果对研究海洋物质能量输送及全球气候变化具有深远影响;他为国之利器“海翼”水下滑翔机研发传感器,使其“耳聪目明”,能够精确探测海洋环境观测数据。

此外,他作为负责人之一建成我国首个深海多学科观测系统——西沙观测网,并取得重要科学发现,被评为2015年度中国海洋十大科技进展。“只有掌握科技创新主动权,才会有话语权。”对此,尚晓东深有感触。

对于科研,他一丝不苟,经常忙到深夜一两点才下班;对待学生,他认真负责,只要学生有研究上的问题,24小时都可以给他打电话。“尚老师喜欢尝试新鲜事物,能与年轻人打成一片,他总是充满了能量,感染着大家。”徐驰是尚晓东的博士研究生。谈起导师,他说:“在海上科考时,结束一天繁忙的考察,同学们会聚在一起玩游戏,老师也会加入进来。老师知道,科研任务不仅要保证大家的人身安全,还要照顾同学们的情绪。”

有人笑着说,尚晓东天生是干这一行的,无论坐什么船,他都不会晕船。而他却庆幸,自己当初选择了海洋。“面对茫茫大海,人类真的只是沧海一粟,大家要敬畏自然界,探索海洋奥妙,永无止境。”

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