（群众新闻 2024年9月26日）
9月25日，岳超带领团队在国际学术期刊《自然》（Nature）杂志在线发表了题为《极端森林大火放大火后地表升温》的研究成果。
被高纬森林极端大火照亮的夜空
该研究首次从林火规模这一独特视角，揭示了极端大火对生态系统破坏性、林火碳排放和地表气候反馈的放大效应，并对可能存在的“气候变暖-极端大火频发-气候变得更暖-更多极端大火”的恶性循环提出了警示，该研究为全面和深入认识林火对地球系统和气候过程的影响开辟了新视角。
研究过程中有哪些不为人知的故事？带着疑问，记者走进了西北农林科技大学水保学院。
科学灵感：十年前的疑问
“林火，我们国家更多称为森林火灾，但‘森林野火’是一种更加科学和中性的说法。”岳超介绍，“这是因为对很多森林生态系统而言，火其实不完全是一种灾害，而是生态系统自然过程的一个有机组成部分”。
所谓野火，主要是强调火发生的场所为空旷的野外。 极端森林大火则是指在较长时期干旱无雨的条件下，火势蔓延迅速且难以控制，燃烧时间长，导致过火面积巨大的森林野火事件。
全球变暖是人类社会可持续发展所面临的前所未有的重大挑战。世界气象组织数据显示，2023年是有记录以来最热的年份，全年平均气温比工业化前水平（1850-1900年）高出1.45±0.12°C，大大超出此前最热年份的升温幅度。
越来越多的研究表明，全球变暖已经导致更多的森林野火，同时也使得极端林火天气呈现频发、广发、强发的趋势。
由于林火对森林生态和气候系统的重要性，在地球系统模式中考虑林火的影响就显得至关重要。岳超2010年底开始在法国凡尔赛大学攻读气象、海洋与环境物理学博士学位，从事的第一个研究工作就是开发模拟森林野火的计算机模型，岳超团队目前正在应用该模型评估中国森林碳吸收潜力和火灾风险。
2014年，岳超完成了博士期间的第二篇论文，发现尽管模型可以较好地模拟总过火面积以及林火排放的二氧化碳，但是模型却大大低估了单次林火事件的大小。此后，他应邀参加了一个国际野火模式比较计划，发现大多数野火模型都无法准确模拟林火事件的大小。
此时，一个疑问萦绕在岳超脑海：模型仅仅正确模拟总过火面积就够了吗？还是需要更精确地刻画林火次数以及单次火的面积？
这些问题，成为了野火计算机模型悬而未决的谜团，也是岳超最初灵感的来源。
峰回路转：科学背后的故事
2018年9月，岳超完成了法国国家环境与气候科学实验室的博士后研究工作。响应国家对于人才的召唤，他希望自己能够通过对林草生态、气候变化和碳中和方面的研究，服务国家需求。同年，岳超回国并选择了就职西北农林科技大学，继续从事林草碳汇和野火风险相关研究。
岳超注意到，关于极端森林大火的新闻报道经常出现，并且《科学》《自然》等杂志也经常发表一些关于极端大火的评论性文章，但正式经过严格同行评审的研究论文却不多见。
于是，他数年前开始关注的问题再次浮现在脑海：在同样的过火面积下，一场极端大火和若干场小火相比，对生态系统和气候的影响是否相同？
岳超（左）和赵杰（右）参加在北京举办的全国首届“全球变化生态学论坛”
岳超敏锐意识到，极端大火的气候反馈是一个重要的研究课题。于是，他指导自己的博士生赵杰于2019年初着手此项研究。经过数年努力，结果显示，大火和小火的气候影响并不一样。岳超向国外好友、荷兰阿姆斯特丹自由大学的Sebastiaan Luyssaert（塞巴斯蒂安·吕瑟特）教授分享了这个研究，后者认为研究结果非常有意义，鼓励岳超向《自然》杂志投稿。
经过多次反复修改，2022年底，该研究相关论文投稿到《自然》杂志并进入审稿阶段。
然而，2023年春节过后不久，岳超就收到了编辑的拒稿信。编辑特别指出，拒稿的原因并不是研究缺乏创新性，相反，编辑强调该研究非常新颖独到，但是审稿人提出的数据不确定性和研究时间序列较短等问题使得编辑决定该研究不能立刻发表。
全新的视角，要有充足的“证据”。面对审稿人的肯定和存疑，岳超并未气馁。相反，团队利用更多的数据源和更长的数据序列，经过大量充分和审慎的分析，证明了研究结果的稳健性，以事实和证据与编辑再次沟通，最终赢得了编辑和审稿人的认可。
从2019年入学，到2022年博士毕业，赵杰一直专注于这项研究。面对庞大的数据量和复杂的分析任务，赵杰夜以继日地工作，认真检查每行代码，确保每一个细节都经得起推敲，为论文的成功发表奠定了基础。
赵杰是岳超手把手带出来的第一位博士，也是这篇论文的第一作者。虽然论文正文只有2500余字，但论文补充材料多达20页，四轮审稿意见和回复更是长达99页。赵杰告诉记者，团队使用的都是可公开获取的数据集，经过大量深入分析后形成研究结果。
“我们研究了北半球中高纬度地区近9万场面积大于1平方千米的森林野火。”赵杰回忆道，“为了在提取林火导致的生物物理量变化时去除气候波动的影响，每一场火的每个变量都需要经过多重计算，整个项目可能需要数百亿次基础运算。”他笑称，博士期间一直在和这些数据“较劲”，每当审稿人质疑时，一次海量的数据分析就随之展开。
岳超研究员和团队成员讨论科学问题和研究方案
“面对庞大的数据分析工作，课题组王嘉铭和李光耀两位师弟也各自发挥编程特长，将运算效率大大提升。”15个4T、6个5T以及两个8T的移动硬盘见证了赵杰的工作量。这项研究数据总量达106T，相当于5.3万部高清电影的数据量。
这些庞大的数据经过审慎分析，转化为令人信服的科学证据，最终赢得了审稿人的认可。这项“死磕”了10年的研究，交出了满意答案。
科学发现：被忽视的恶性循环
岳超团队发现，气候变暖已经造成极端大火更加频繁，导致单次森林野火事件的持续时间更长、燃烧面积更大——加拿大、美国和澳大利亚由于地广人稀，平均而言单次林火事件的面积在最近几十年里翻倍甚至三倍增长。
北纬40度以北的温带和寒带森林中，就单位过火面积而言，极端大火具有更高的燃烧强度，燃烧过程释放更多的二氧化碳，火后树木死亡率更高，火后夏季地表温度升温幅度更大。并且，极端大火对夏季地表升温的放大效应可以持续数十年之久。
火后发黑的地面吸收更多太阳辐射，造成地表升温
此外，极端大火导致的地表升温还可能影响火后森林能否顺利更新及其树种组成，并强化冻土层的退化，加速冻土有机碳的释放。这些过程意味着极端大火很可能加剧全球变暖，反过来导致更多的极端大火，从而造成恶性循环。
那么，如何减缓极端大火带来的气候风险？除了积极防火以外，岳超团队研究发现，火后夏季地表升温及其随火灾规模的放大效应随着阔叶树比例的增加而降低。因此，适当增加阔叶树的比例可以减缓极端大火带来的气候风险。
岳超表示：“通过这项研究，我们阐明了极端大火的生态和气候影响，揭示了全球变暖背景下及防控极端大火气候风险的紧迫性，从而有助于提高我们预测未来气候变化以及极端大火对全球变暖响应的能力。”
