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龚威:“碳”索未来


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龚威,武汉大学副校长、二级教授、博士生导师。湖北省政协常委,九三学社中央科技专门委员会委员,九三学社湖北省委会常委。入选教育部重大人才计划特聘教授、国家高层次人才特殊支持计划领军人才等。先后获省级劳动模范、国务院政府特殊津贴、湖北省“优秀留学回国人员”等称号。教育部创新团队带头人,碳中和感知与效能评估教育部工程研究中心主任。

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龚威在工作中

面向国家“双碳”目标重大战略部署,龚威带领科研团队,积极解决碳中和目标实现过程中的“卡脖子”问题,研究在合适的时间、合适的地点,选择代价最小的技术路径及策略去实现碳中和目标。他密切关注国家发展所需和民众诉求,深入调查研究,积极建言献策,参政履职;怀着对国家的深厚感情,他积极参与国际交流,以中国情境为对话出发点,向世界展现中国科研工作者的独特视角。

刻苦攻关,服务国家战略

2004年,龚威从美国回国加入武汉大学,多年来,他依托武汉大学的学科优势,聚焦全球变化与碳循环的科学方向,专注于先进激光雷达遥感技术研究,重点面向大气环境与陆表植被碳监测遥感领域的硬件革新。龚威敢于探寻新路径,在独创技术上下功夫,解决受制于人的重大瓶颈问题,率先提出了多/高光谱激光雷达系统的构想,承担多光谱激光雷达863立项,研发了多光谱激光雷达,以一台设备结合三维和光谱信息实现对植被的精准定量,成功应用于碳汇评估。

如何服务国家战略需求、挑战前沿科学问题,开展原创性、引领性科技攻关,也是龚威一直在思考的问题。二氧化碳作为主要温室气体,对气候的影响受到全球持续关注。龚威意识到大气遥感碳监测领域大有可为,2010年他带领团队开始聚焦大气遥感碳监测。为了实现对碳排放的连续性监测,他带领团队潜心钻研红外激光器、探测器原理,经过近五年的专心研发,无数次的调试实验,成功实现了温室气体激光雷达核心硬件的全部国产化。在被欧美国家实施硬件封锁的背景下,另辟蹊径发展了窄线宽差频激光技术,完成了基于差频激光技术的二氧化碳探测激光雷达,成功实现高温、高湿、高海拔、极寒等极端天气下高精度二氧化碳浓度监测,并部署到对全球变化极为敏感的青藏高原,进行了业务化连续观测,明晰了人为碳排放进入高层大气参与全球循环的路径。该项技术不仅突破了“卡脖子”的技术障碍,更为国际同行开辟了一条新的道路,并且被多家欧洲高校和研究所模仿。

直面挑战,寻求技术突破

二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和,是以习近平同志为核心的中共中央统筹国内国际两个大局,经过深思熟虑作出的重大战略决策。我国距离2030年碳达峰节点已经不足6年,在减排技术路线选择和政策制定等方面的容错性较低。准确厘清碳循环过程是理解、预测和应对全球变化和气候变化科学问题的关键基础。二氧化碳、甲烷等大气温室气体碳通量是反映碳源汇的参量,也是描述碳循环过程最直接、最重要的参量。

2018年,龚威牵头承担国家自然科学基金重大科研仪器研制项目,提出研制新型小型三维扫描大气二氧化碳、甲烷同时观测激光雷达,通过采取同源多频、跳频激光发射,以及时分频分复用高精度接收等系列创新技术,实现适应白天工作条件的高效率四波长激光雷达;结合智能控制和一体化技术,实现系统小型移动化;开发同步数据反演系统实现快速、准确反演,支撑三维连续数据获取。

在龚威团队的齐心协力下,2022年小型化二氧化碳、甲烷同时观测激光雷达装备成功研制,能够在多种复杂地形条件下进行快速部署,对碳源实施连续观测,进而准确计算碳排放吸收,可为研究碳循环机制及其对全球变化反馈机理等重大科学问题研究提供重要支撑。该装备已在胜利油田进行成功应用,用于油田开采过程中的甲烷泄漏、二氧化碳排放进行高精度监测,为我国能源开采中的资源浪费评估提供科学依据。

当前,面对国外的技术垄断,龚威带领团队用光电探测核心技术、激光遥感探测手段和卫星遥感科学应用研究构建起一整套主被动遥感互补、“天地一体化”的碳监测体系,探索遥感碳监测技术,兼具精度高、覆盖面广、探测周期短的优势,使我国在该项技术上把话语权牢牢掌握在自己手上,助力我国争取到碳盘点中的优势地位,有助于我国在国际谈判中占据主动地位。

参与国际交流,促进科技发展

龚威以高水平科技自立自强为己任,率领团队开展有组织、高质量的科研,为国家经济社会发展贡献力量。同时,他积极响应“一带一路”倡议,完成技术输出,全面服务服从国家战略需求。先后主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金重点项目和面上项目、国家973项目课题、国家863项目等多项国家级科研项目。发表SCI论文300余篇,其中代表性成果发表在Nature子刊、RSE、ACP等国际知名期刊。先后获湖北省技术发明一等奖,湖北省科技进步二等奖等。

2023年12月1日至6日,龚威率团赴阿拉伯联合酋长国,出席在迪拜召开的第二十八届联合国气候变化大会(COP28),受学校委托代表武汉大学发起“非洲碳倡议及国际碳联盟”(ACC)。联合国环境大使、非洲皇室联盟主席、托罗国王奥约四世见证了签约仪式。世界贸易组织总理事会前主席、联合国环境署前执行主任阿米娜·穆罕默德对联盟的成立表示祝贺,她认为ACC联盟的最大亮点在于,将非洲国家从受援者的身份转变为参与全球气候治理的合作伙伴,还对武汉大学的积极推动表示感谢。

在联合国气候变化大会平行会议上,龚威作了题为“利用卫星测量国家尺度碳储量”的主题报告,展示了团队在卫星遥感、激光雷达和人工智能等新兴技术在测量森林碳汇方面的最新进展,发布了非洲森林碳汇一张图。会议期间,龚威与多方代表就利用遥感技术帮助非洲解决空气污染和森林监测等问题,建立武汉大学与非洲高校“一对多”的中非高校全面合作,以及推动武汉大学与南美相关机构建立合作伙伴关系等方面的国际合作达成了共识。这表明武汉大学在配合国家气候外交、服务“一带一路”倡议、积极推动全球气候治理、构建人类命运共同体的过程中,再次迈出有益的一步。

积极参政议政,认真建言献策

聚焦发展“前瞻点”、政府“关注点”、社会“热难点”,龚威长期深入开展调查研究,积极建言献策。

中共二十大报告提出“积极稳妥推进碳达峰碳中和”。围绕国家实现“双碳”目标的战略意义,龚威带领团队积极开展调查研究,了解到湖北地区目前缺乏全局层面的碳信息专题图;碳信息的透明度不足,碳信息感知领域严重依赖国外技术,国产高精尖碳监测设备的市场占有率不足,区域碳汇监测与计量缺乏标准,碳排放清单不完善等问题。他提出运用先进遥感技术开展碳核查与监测,建立我国自主的“天地一体”高精度碳监测体系,加强碳减排增汇机制研究和提升碳排放清单编制水平的建议。他撰写的社情民意信息《发展先进遥感技术 精准刻画碳源碳汇》被九三学社湖北省委会采用并报送相关部门,《用先进遥感技术精准刻画碳源碳汇》被媒体报道。

多年来,龚威参政履职成绩斐然,先后荣获九三学社湖北省委会2018年度优秀社员、九三学社湖北省委会2022年度参政议政先进个人(一等奖)、信息工作贡献奖等荣誉,彰显了九三学社社员的责任与担当。(来源:《团结报》2024年1月30日第五版,原题为《“碳”索未来——记九三学社社员、武汉大学副校长龚威》,作者:杨慧 陈丽英)