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龔威:“碳”索未來


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龔威,武漢大學副校長、二級教授、博士生導師。湖北省政協(xié)常委,九三學社中央科技專門委員會委員,九三學社湖北省委會常委。入選教育部重大人才計劃特聘教授、國家高層次人才特殊支持計劃領軍人才等。先后獲省級勞動模范、國務院政府特殊津貼、湖北省“優(yōu)秀留學回國人員”等稱號。教育部創(chuàng)新團隊帶頭人,碳中和感知與效能評估教育部工程研究中心主任。

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龔威在工作中

面向國家“雙碳”目標重大戰(zhàn)略部署,龔威帶領科研團隊,積極解決碳中和目標實現(xiàn)過程中的“卡脖子”問題,研究在合適的時間、合適的地點,選擇代價最小的技術路徑及策略去實現(xiàn)碳中和目標。他密切關注國家發(fā)展所需和民眾訴求,深入調(diào)查研究,積極建言獻策,參政履職;懷著對國家的深厚感情,他積極參與國際交流,以中國情境為對話出發(fā)點,向世界展現(xiàn)中國科研工作者的獨特視角。

刻苦攻關,服務國家戰(zhàn)略

2004年,龔威從美國回國加入武漢大學,多年來,他依托武漢大學的學科優(yōu)勢,聚焦全球變化與碳循環(huán)的科學方向,專注于先進激光雷達遙感技術研究,重點面向大氣環(huán)境與陸表植被碳監(jiān)測遙感領域的硬件革新。龔威敢于探尋新路徑,在獨創(chuàng)技術上下功夫,解決受制于人的重大瓶頸問題,率先提出了多/高光譜激光雷達系統(tǒng)的構想,承擔多光譜激光雷達863立項,研發(fā)了多光譜激光雷達,以一臺設備結合三維和光譜信息實現(xiàn)對植被的精準定量,成功應用于碳匯評估。

如何服務國家戰(zhàn)略需求、挑戰(zhàn)前沿科學問題,開展原創(chuàng)性、引領性科技攻關,也是龔威一直在思考的問題。二氧化碳作為主要溫室氣體,對氣候的影響受到全球持續(xù)關注。龔威意識到大氣遙感碳監(jiān)測領域大有可為,2010年他帶領團隊開始聚焦大氣遙感碳監(jiān)測。為了實現(xiàn)對碳排放的連續(xù)性監(jiān)測,他帶領團隊潛心鉆研紅外激光器、探測器原理,經(jīng)過近五年的專心研發(fā),無數(shù)次的調(diào)試實驗,成功實現(xiàn)了溫室氣體激光雷達核心硬件的全部國產(chǎn)化。在被歐美國家實施硬件封鎖的背景下,另辟蹊徑發(fā)展了窄線寬差頻激光技術,完成了基于差頻激光技術的二氧化碳探測激光雷達,成功實現(xiàn)高溫、高濕、高海拔、極寒等極端天氣下高精度二氧化碳濃度監(jiān)測,并部署到對全球變化極為敏感的青藏高原,進行了業(yè)務化連續(xù)觀測,明晰了人為碳排放進入高層大氣參與全球循環(huán)的路徑。該項技術不僅突破了“卡脖子”的技術障礙,更為國際同行開辟了一條新的道路,并且被多家歐洲高校和研究所模仿。

直面挑戰(zhàn),尋求技術突破

二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和,是以習近平同志為核心的中共中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局,經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策。我國距離2030年碳達峰節(jié)點已經(jīng)不足6年,在減排技術路線選擇和政策制定等方面的容錯性較低。準確厘清碳循環(huán)過程是理解、預測和應對全球變化和氣候變化科學問題的關鍵基礎。二氧化碳、甲烷等大氣溫室氣體碳通量是反映碳源匯的參量,也是描述碳循環(huán)過程最直接、最重要的參量。

2018年,龔威牽頭承擔國家自然科學基金重大科研儀器研制項目,提出研制新型小型三維掃描大氣二氧化碳、甲烷同時觀測激光雷達,通過采取同源多頻、跳頻激光發(fā)射,以及時分頻分復用高精度接收等系列創(chuàng)新技術,實現(xiàn)適應白天工作條件的高效率四波長激光雷達;結合智能控制和一體化技術,實現(xiàn)系統(tǒng)小型移動化;開發(fā)同步數(shù)據(jù)反演系統(tǒng)實現(xiàn)快速、準確反演,支撐三維連續(xù)數(shù)據(jù)獲取。

在龔威團隊的齊心協(xié)力下,2022年小型化二氧化碳、甲烷同時觀測激光雷達裝備成功研制,能夠在多種復雜地形條件下進行快速部署,對碳源實施連續(xù)觀測,進而準確計算碳排放吸收,可為研究碳循環(huán)機制及其對全球變化反饋機理等重大科學問題研究提供重要支撐。該裝備已在勝利油田進行成功應用,用于油田開采過程中的甲烷泄漏、二氧化碳排放進行高精度監(jiān)測,為我國能源開采中的資源浪費評估提供科學依據(jù)。

當前,面對國外的技術壟斷,龔威帶領團隊用光電探測核心技術、激光遙感探測手段和衛(wèi)星遙感科學應用研究構建起一整套主被動遙感互補、“天地一體化”的碳監(jiān)測體系,探索遙感碳監(jiān)測技術,兼具精度高、覆蓋面廣、探測周期短的優(yōu)勢,使我國在該項技術上把話語權牢牢掌握在自己手上,助力我國爭取到碳盤點中的優(yōu)勢地位,有助于我國在國際談判中占據(jù)主動地位。

參與國際交流,促進科技發(fā)展

龔威以高水平科技自立自強為己任,率領團隊開展有組織、高質(zhì)量的科研,為國家經(jīng)濟社會發(fā)展貢獻力量。同時,他積極響應“一帶一路”倡議,完成技術輸出,全面服務服從國家戰(zhàn)略需求。先后主持國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金重大科研儀器研制項目、國家自然科學基金重點項目和面上項目、國家973項目課題、國家863項目等多項國家級科研項目。發(fā)表SCI論文300余篇,其中代表性成果發(fā)表在Nature子刊、RSE、ACP等國際知名期刊。先后獲湖北省技術發(fā)明一等獎,湖北省科技進步二等獎等。

2023年12月1日至6日,龔威率團赴阿拉伯聯(lián)合酋長國,出席在迪拜召開的第二十八屆聯(lián)合國氣候變化大會(COP28),受學校委托代表武漢大學發(fā)起“非洲碳倡議及國際碳聯(lián)盟”(ACC)。聯(lián)合國環(huán)境大使、非洲皇室聯(lián)盟主席、托羅國王奧約四世見證了簽約儀式。世界貿(mào)易組織總理事會前主席、聯(lián)合國環(huán)境署前執(zhí)行主任阿米娜·穆罕默德對聯(lián)盟的成立表示祝賀,她認為ACC聯(lián)盟的最大亮點在于,將非洲國家從受援者的身份轉變?yōu)閰⑴c全球氣候治理的合作伙伴,還對武漢大學的積極推動表示感謝。

在聯(lián)合國氣候變化大會平行會議上,龔威作了題為“利用衛(wèi)星測量國家尺度碳儲量”的主題報告,展示了團隊在衛(wèi)星遙感、激光雷達和人工智能等新興技術在測量森林碳匯方面的最新進展,發(fā)布了非洲森林碳匯一張圖。會議期間,龔威與多方代表就利用遙感技術幫助非洲解決空氣污染和森林監(jiān)測等問題,建立武漢大學與非洲高校“一對多”的中非高校全面合作,以及推動武漢大學與南美相關機構建立合作伙伴關系等方面的國際合作達成了共識。這表明武漢大學在配合國家氣候外交、服務“一帶一路”倡議、積極推動全球氣候治理、構建人類命運共同體的過程中,再次邁出有益的一步。

積極參政議政,認真建言獻策

聚焦發(fā)展“前瞻點”、政府“關注點”、社會“熱難點”,龔威長期深入開展調(diào)查研究,積極建言獻策。

中共二十大報告提出“積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和”。圍繞國家實現(xiàn)“雙碳”目標的戰(zhàn)略意義,龔威帶領團隊積極開展調(diào)查研究,了解到湖北地區(qū)目前缺乏全局層面的碳信息專題圖;碳信息的透明度不足,碳信息感知領域嚴重依賴國外技術,國產(chǎn)高精尖碳監(jiān)測設備的市場占有率不足,區(qū)域碳匯監(jiān)測與計量缺乏標準,碳排放清單不完善等問題。他提出運用先進遙感技術開展碳核查與監(jiān)測,建立我國自主的“天地一體”高精度碳監(jiān)測體系,加強碳減排增匯機制研究和提升碳排放清單編制水平的建議。他撰寫的社情民意信息《發(fā)展先進遙感技術 精準刻畫碳源碳匯》被九三學社湖北省委會采用并報送相關部門,《用先進遙感技術精準刻畫碳源碳匯》被媒體報道。

多年來,龔威參政履職成績斐然,先后榮獲九三學社湖北省委會2018年度優(yōu)秀社員、九三學社湖北省委會2022年度參政議政先進個人(一等獎)、信息工作貢獻獎等榮譽,彰顯了九三學社社員的責任與擔當。(來源:《團結報》2024年1月30日第五版,原題為《“碳”索未來——記九三學社社員、武漢大學副校長龔威》,作者:楊慧 陳麗英)