“我想把自己在科研领域积累的经验带回华人科学界。”

2022年春天，结束在美国28年学术生涯的陈剑利回国，加入香港理工大学。此前，即便远隔重洋，他始终与国内学界保持着密切联系。早在2006年，陈剑利便在国内创办大地测量学相关的暑期学校，培养了数百名青年学者，推动了我国大地测量学领域的发展。

回国两年后，陈剑利与来自中国内地、美国、丹麦和荷兰的合作者们在《自然》发表最新研究：首次利用卫星导航数据发现格陵兰冰盖冰下湖的存在，揭示了冰川融水的存储和变化过程。该项研究被称为是我国大地测量领域在《自然》上的"破冰之作"。

如今，62岁的陈剑利正带领团队攻坚两项总经费超千万元的重大课题，致力于构建极地冰川消融，陆地水储量变化，与全球海平面上升的精准预测模型，希望为应对气候变化提供更精准的科学依据。

香港理工大学教授陈剑利 受访者供图

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用卫星为地球“把脉”

格陵兰冰盖是世界第二大冰盖，仅次于南极冰盖。由于全球气候的变暖，格陵兰冰盖正处于融化过程中，其冰原厚度大约三公里，一旦完全融化，将令海平面平均上升七米。然而，科学界对于冰川水的累积、储存及流失过程仍存在许多疑问。

过去，科学家主要通过卫星遥感和模型推测冰盖的变化，但这种方法对于冰盖底部的水文动态了解有限。“冰下是否有液态水？如何流动？这些问题一直以来是领域内的‘盲区’。“香港理工大学教授陈剑利说道。

自2018年起，陈剑利教授与由南方科技大学冉将军领衔的国际团队携手，利用全球卫星导航系统和美国国家航空太空总署的“重力回溯及气候实验卫星” （GRACE卫星）对格陵兰的水文过程进行了深入的区域性评估。他们发现了一个引人注目的规律性信号：每年夏季，观测台站附近的基岩会出现毫米级的周期性下沉，某些年份的下沉幅度甚至高达14毫米。

传统理论认为，冰盖表面融化会导致基岩因质量减少而抬升，但实际观测却与此相反。“这背后一定隐藏着某种新机制。”陈剑利教授推测道。

为解开谜题，陈剑利和来自中国内地、美国、丹麦、荷兰等国的冰川学、水文学和大地测量学专家，经过五年多的反复论证，团队最终确认，夏季融水并非全部流入海洋，而是有部分渗入冰盖底部，形成了临时性的湖泊。这些“冰下湖”的存在，使得此前气候模型对格陵兰冰盖融水量的估计低估了20%。

“就像发现了一个隐藏的‘水库’，它可能会加速冰盖的滑动，使得海平面上升的预测更加复杂。”陈剑利表示。这意味着未来的气候模型需要作相应的调整，以便对气候变化作出更精确的评估。

陈剑利还介绍称，这项研究是交叉学科合作的“完美典范”，涉及大地测量学、冰川学、水文学等多个领域，中国团队在大地测量技术分析方面发挥了关键作用，而国际团队的共同合作则确保了研究结论的可靠性和准确性。

一位“跨界”科学家的诞生

陈剑利的科研之路，始终与“跨界”相伴。

1981年，陈剑利考入中国科技大学地球空间科学系的空间物理专业，专注于研究太阳风、等离子体等领域。1994年，已在中国科学院上海天文台获得天体测量学硕士学位的陈剑利，远赴美国德克萨斯大学奥斯汀分校，继续攻读地球物理学博士。一次偶然的机会，他接触到了大地测量学。

“我从小就对科学充满兴趣。刚出国那会，我连重力场是什么都不太懂，但我有一个特点，那就是不懂就找人请教，总能找到解决方法。”他笑着说。

在美国德克萨斯大学奥斯汀分校，陈剑利迎来了自己科研生涯的关键转折。2002年，重力恢复与气候实验卫星（GRACE卫星）发射升空，GRACE卫星通过监测地球重力场变化，为冰川融化、陆地水储量变化、海平面上升等研究提供了革命性的观测数据。

而陈剑利正是GRACE卫星重力科研团队的核心成员，曾任多个GRACE卫星重力科研项目的首席科学家。他利用GRACE数据在全球率先揭示了格陵兰冰盖加速融化现象，这一成果于2006年发表于《科学》杂志上，引发了国际社会的广泛关注。

2005年，陈剑利获得了由美国政府颁发给青年科学家和工程师的最高荣誉——“总统奖”，成为大地测量学领域内首位获此奖项的科学家。

“GRACE让我意识到，卫星技术能够‘称量’地球的变化。”他形象地比喻道。此后的20年里，陈剑利深耕卫星大地测量领域，从重力场到地表形变，从极地冰川到陆地水资源，从海平面上升到地球自转，逐渐成为国际公认的“跨界”专家。

科学需要热爱，更需要纯粹

“科学需要热爱，更需要纯粹。”这是陈剑利常对学生说的话。青年科研者首先要对科学怀有真正的热爱和奉献精神，具备主动性和耐心。凡事要问“为什么”，遇到异常数据要深究到底。

“我们最初发现GNSS台站下沉信号时，没有轻易归因于误差，而是层层推理，最终揭示了科学真相。此外，跨学科合作和批判性思维同样至关重要——既要尊重专家，也要敢于质疑既有结论。”陈剑利如是说。

2022年，陈剑利结束在美国长达28年的学术生涯，毅然选择加入香港理工大学。谈及回国的原因，他分享道：“一方面是我怀揣着落叶归根’的情结，另一方面，我希望将自己在科研领域积累的经验带回华人学界，尤其是帮助年轻一代成长。”

早在2006年，陈剑利便在国内创办了“空间对地观测及全球变化暑期学校”系列课程，至今已成功举办了8期，培养了数百名青年学者，为推动我国大地测量学领域的发展做出了重要贡献。他坦言“中国不缺论文，缺的是‘十年磨一剑’的定力和对科研的纯粹追求。“若只为‘帽子’和经费，很难做出真正有价值的工作。”

随着全球变暖日益严峻，气候变化和海平面上升将会成为一个“永恒”的话题。陈剑利深知，气候变化不是某个学科的问题，而是需要全人类的共同努力应对的挑战。

如今，62岁的陈剑利正带领香港理工大学团队，探索研究全球气候变化与空间大地测量技术在地球科学方面的应用。随着科技的飞速发展和研究的不断深入，人们有望更准确地预测和应对未来可能发生的海平面上升等自然灾害，为保护地球贡献智慧和力量。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-08096-3