作者:张双虎 来源:科学网微信公众号 发布时间:2023/5/22 20:51:25
选择字号:
两次改稿,中国博后发现一个《科学》发文要诀

 

一场10公里跑下来,姚方方身上的运动衣已基本湿透。
他是美国弗吉尼亚大学 地表水文学博士后,刚以一作兼通讯作者身份在《科学》发了篇论文,这让他从精神到身体都感觉“特别释压”。
这篇论文揭示了过去近30年间,全球一半以上的大型湖泊和水库已经萎缩。气候变暖、人类活动等因素导致全球湖泊、水库减少约16个三峡水库的水量。
“这是项让人感到震撼的工作。”《科学》杂志审稿人评价说,“有很多复杂的因素在里面,所做的分析要花大量时间和精力,而且这种方法非常全面、非常完善。”
姚方方认为,科研是一项非常消耗体力的工作,就像“长跑”一样是个日积月累的过程。所以,有个好的身体条件是搞好科研的保障。这位精力充沛的青年科学家,除了是朋友圈里的跑步“大神”,还不时挑战爬山、越野、滑雪等运动。

图片

姚方方 受访者供图(下同)

科研是个“体力活”

“过去28年来,从全球尺度上看,大于一半的大型水库、湖泊水量在减少。”姚方方告诉《中国科学报》,“之前有些研究揭示了地区性的水资源变化,比如,某个湖泊或某一地区水库水量的减少。但现在发现这种缩减是全球性的,之前我们低估了湖泊水量减少、干涸化的严重程度。”
姚方方团队以美国宇航局的全球水位遥感监测数据为基础,采用10种不同的卫星数据源互为参照验证,用“多源遥感数据”方法,采集、整理并分析了28年的数据。基于之前的研究进展和方法,该团队提出一个时间序列连续的全球大型湖泊储量数据,这是之前的研究所没有的。
“我们用了约25万景卫星遥感影像,还用到全球气候数据、全球水文模型、卫星观测水位数据。因此,该研究收集的数据量非常大,其中进行数据再处理和分析就用了近3年时间,这确实是个非常耗时间,非常耗体力的过程。”姚方方说。
2020年春,即将进行博士答辩的姚方方状态欠佳,他感到有些“压迫感”,想去做些改变,选择一件之前没尝试过的事情去做。不久他到科罗拉多大学博尔德校区读博后,那里临近落基山国家森林公园,空气好、道路条件也不错,还没有各种车辆干扰,因此被誉为“户外圣地”,有很多跑步爱好者到此“打卡”。
于是,他选择了跑步。从网上学习“攻略”、置办装备开始,到坚持每天“拿下”10至16公里,他逐渐爱上了这项运动。
图片
姚方方在博尔德参加半马
“就相当于一种生活状态的调整吧,其实科研是个压力较大的过程,这是无法否认的。”姚方方说,“有些业余爱好,可以很好地自我调整,舒缓一些压力,帮我们更好地迎接下一阶段的挑战。”
2021年,姚方方以1小时38分的成绩拿下一场“半马”后,他准备挑战一次“全马”。但跑“全马”前需要进行系统的训练,而他太忙了,因此一直未能执行。

创新研究方法

对于姚方方的论文,《科学》杂志审稿人不吝给出“让人感到震撼”的评价,主要看中的是研究所使用的分析方法“非常全面、非常完善”。

姚方方介绍说,该研究所用数据中,2018年以后的卫星遥感监测数据非常详细、完整,但更早的数据并不理想。过去很多技术方法不能观测水量,只能通过对湖泊范围变化遥感影像,或遥感卫星测出的水位高度数据,再结合近几年的水位观测和水量观测数据关系,构建出水位、水量和湖泊面积的关系模型。
“通过这个关系模型,我们将水域面积数据转换成水量数据。相当于用一维的水位高度数据,二维的湖泊面积数据,去构建三维的湖泊水量变化信息。”姚方方说。
除了使用“多源遥感数据”相互验证,建立“关系模型”推算,姚方方还利用读博期间开发的一种数据推算方法,还原了湖泊水量变化的长时间序列数据。
“遥感观测并非每次都完美无缺。”姚方方解释说,“比如,阴雨天或云层较厚的时候,遥感影像会被干扰,卫星不能‘看’清地面的情况。”
图片
遥感卫星影像对青藏高原卓乃湖的观测
为得到完整、准确的信息,姚方方将连续的晴天遥感观测数据和阴雨天数据进行对比。发现在阴雨天,即使湖泊有80%的区域无法看清,但水面是平的,因此依然可以从没被云遮住的湖泊边界或局部影像,去推算湖泊的水位边界,再换算出水量。
“这是用局部信息还原出整体信息,只要我们增加遥感观测频率,就能很好地构建湖泊变化的时间序列,勾画出逐月数据。”姚方方解释说,很多湖泊的水量季节性变化很大,比如,长江流域、珠江流域有丰、枯水期,要分析28年的变化,选择的时间尺度过大或过小都会影响分析结果。而逐月数据可以剔除季节性的影响,是理解湖泊变化一个非常好的时间尺度。
该研究认为,水库湖泊水量的减少,背后的原因很大程度上是因为温度变化引起的潜在蒸散(地表水流失到大气里,它描述了大气的干涸程度,是气候变化的指示器)增强和人类用水的增加所致。
通过对水库的连续分析,研究人员将水库分为两类:新建水库和老水库。除全球新建水库水量有相对较小的增加趋势外(水库蓄水有个过程),绝大多数水库使用一段时间后,水量就开始减少(水位没有明显变化,但泥沙沉积会导致水量减少)。进一步的分析表明,全球约1/4的人口生活在这些流域(水库、湖泊水量流失区域)。
“这意味着这么多人口可能会受到湖泊干涸化的影响。”姚方方说,“而未来该如何满足大量工农业、水电及人类消费用水供应目前仍未知。”
图片

PCR-GLOBWB水文模型示意

“拿捏”发稿要诀

“对英语不是母语的研究者来说,我觉得在《科学》发表文章有个容易被忽略的难点。”姚方方强调说,“就是对科学性和趣味性的‘拿捏’。”
该研究投稿后,很快收到修改意见,两位审稿人虽然整体评价很高,但仍提出不少需要补充完善的意见。编辑给姚方方回信时,特别强调了“文章并未确定被接受”的意思。
如果不能很好地解决评审人提出的问题,文章就无法通过。研究团队又补充了大量工作,按照审稿意见一一补充修订后,依然心里没底。很快,第二轮审稿意见回来了。
“那时候其中一位审稿人已经建议接收文章了。但另一位审稿人又提出一些新问题——语言描述的准确性问题。”姚方方说,“我是做水文研究的,如果文章投入到水文学方面的专刊,可能就不会有第二轮修改意见。”
为解决语言方面的问题,姚方方和编辑有过几轮沟通。他发现这个问题看似很小,但如果解决不好,有可能造成文章直接被拒。比如,你描述一个结论,如果用比较形象的语言表达,可能会非常有意思,是个“亮点”,但它可能并不准确,甚至会造成某些人群的误解;如果表述得准确严谨,就丢失了趣味。

“如果是针对某一群体的小众专刊,一些概念或者观点的表述不容易被误解。但《科学》是个综合性学术期刊,其读者范围很广,而且发表的文章篇幅有限,如果描述不是特别准确,有可能造成一些信息误导。”姚方方说,“因此,我们在可读性和准确性的分寸拿捏上,还是花了一番功夫的。要保证文章容易被大家接受,同时又具备严谨的科学性。”

用“小目标”支撑“大目标”

《科学》杂志两位审稿人一致认为,该文章工作很扎实,特别是“讨论”部分非常出色,揭示了湖泊变化背后隐含的重要性及潜在后果。
“这是我刻意和别人加强沟通,包括与合作者、审稿人和杂志编辑沟通的结果。”姚方方说。
2020年,姚方方在科罗拉多大学博尔德分校开始用卫星遥感数据进行湖泊、水库水量的研究也同时展开。那时候新冠疫情吃紧,博士后的第一年学校大门紧闭,处于完全隔离状态。
正常情况下,美国各种学术交流机会很多,但那时几乎全停了。这让姚方方很紧张,因为他清楚自己薄弱的地方——欠缺跟其他领域研究者的交流。
意识到学术方面的社交活动对自己的未来非常重要,姚方方开始主动出击,他找到科罗拉多大学另外两位教授(该文章的二作和三作),鼓动大家合作写“本子”,争取项目。
图片

姚方方(左)和文章三作讨论问题

“我对全球湖泊变化及背后成因的很多见解都是在‘写本子’过程中形成的。包括后来去构建这篇文章,和同事及其他领域的研究者交流和沟通也非常重要。”姚方方回忆说,“我们需要和不同人沟通,和不同领域的人交流。理解别人并让别人理解我们的观点。在科罗拉多大学的时候,我做了两件事,一是积极跟周围的人交流,二是主动联系去作学术报告,报告时会得到很多反馈,帮助我进一步梳理想法。”
姚方方认为,中国近几年进步很快,未来会有更多的学者在《科学》《自然》上发文章。从自己的经历来看,他认为有三点很重要:一是沟通与交流;二是合理安排时间;三是将大目标分解为多个小目标来实现。
“从个人经验看,我遵照‘八二原则’,即80%的时间用于思考和交流,20%的时间放在怎么做上。如果用更多的时间去思考问题,会收到事半功倍的效果。”姚方方说,“此外,在不同的科研阶段,都会遇到压力较大的事情,这时候要管理好时间,我的做法是短期计划和长期计划结合,用多个“小目标”支撑“大目标”的实现。”
相关论文信息:

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2812

(原标题:两次改稿,34岁中国博后发现一个Science发文要诀)

 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
银河系发现巨大黑洞 史上最亮伽马射线暴来自一颗坍缩的恒星
中国天眼揭秘宇宙“随机烟花” 导师:年年审毕业论文,总有这些问题!
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文