王自发，大气环境专家，研究大气污染20年，被称为“雾霾神探”，是空气质量预报背后的男人。他17岁上大学，25岁中国科学院博士毕业，不到30岁就成为中科院大气所博士生导师，如今50多岁的他时常笑得像个孩子，却已经是国内“大气圈”里首屈一指的带头人。

铁塔情缘：见证科研路上的每一步

目前王自发在实验室主要的工作就是空气质量的预测与干预，根据各种污染源的分布和生产活动进行干预，这样才能够让污染排放得少，让天变得更清。每天早上9点，王自发的身影总会准时出现在一座300多米高的气象铁塔上。铁塔采样器中每天收集的空气污染物，是王自发最关心的。采样器中有各种成分，比如硫酸盐、硝酸盐、氨盐……有机物更是有几百上千种，所以数据量是十分大的。

王自发每天的工作，需要分析和溯源空气中的污染物成分，进行空气质量预测，进而指导污染防控和空气质量改善。在铁塔上采集的各种样品，通过智能扫描电镜系统，就可以进行分析。分析出来的颗粒物，可以根据它的形貌、各种元素，以及元素的各种比，就能够溯源到它们可能来自于哪些地方。电镜下，这些奇形怪状的东西，构成了让人生厌的雾霾和沙尘。和大气污染物打了半辈子交道的王自发，对它们的化学组成和溯源地都了然于胸。

从1993年开始，王自发便由着兴趣的指引，一头扎进大气物理这个研究自然规律的艰深领域里，一做就是30年。北京这座300多米高的气象塔，就记录了王自发在科研路上前进的每一步。这座铁塔的由来，最早可以追溯到1972年。当时，中国科学院大气物理研究所的科学家们，向中央建议建一座300米以上的气象塔，以便长期地不间断式观测风、温、湿等基本气象要素的垂直变化，找到造成气象和污染的变化规律。也是在那一年，在距离北京1000公里外的安徽省太湖县，一户姓王的人家添丁进口。父母给孩子取名“自发”，希望他“自强自立，奋发有为”。冥冥中，王自发和大气物理就结下了长达50多年的“缘分”。

开创先河：完全自主的大科学装置

作为中国大气污染防控领域的元老级人物，王自发早在20年前，就带领团队，研发出了国内首个空气质量集合预报业务系统，参加了中国国内几乎所有重大活动的大气环境质量保障工作。北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等国家重大活动的背后，都有王自发和团队努力的身影。

在APEC会议之前的2013年，中国刚刚遭遇了史上最严重的雾霾天气。雾霾波及25个省份，100多个大中型城市，全国平均雾霾天数达29.9天，其中2013年1月的北京仅5天不是雾霾天。为了迎接APEC会议，王自发团队通过自主研发的空气质量预报系统，对北京空气污染情况进行预报，提前控制了污染源。并且首次发现并预测了北京地区的山地平原风自北向南吹来，将重度污染挡在了北京南五环外，这也造就了让世人瞩目的“APEC蓝”。APEC蓝的诞生，不但印证了王自发研发的空气质量预报系统准确有效，而且也为他接下来的研发指明了方向，增强了信心。在王自发看来，空气质量的变化某种程度上来说，是一种自然规律。人类很难征服自然规律，但可以破解自然规律。

因为扎实的大气污染理论基础和空气质量预报实践能力，2017年，王自发又接到了一个重要任务，参与研发国内首个地球系统数值模拟大科学装置，并担任副总工程师。地球系统数值模拟装置“寰”，是我国建成的大科学装置中唯一一个专门用于气候研究的。简单来说，“寰”就相当于把地球搬进了实验室，它以地球系统观测数据为基础，利用地球系统的物理、化学和生命过程等规律建立数学模型，再通过超级计算机求解，进而模拟大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的演变规律。

数十万颗国产芯片，构成了“寰”的超级大脑，中国科研人员自主编写的270万行代码，构成了“寰”的分析系统，相当于20个国家图书馆馆藏的气候信息，构成了“寰”的数据库。无数的中国科学家，用了3年时间，设计建造出了一个完全自主的大科学装置。2023年底，“寰”面向全球开源发布，意味着全世界的科研人员，都可以向“寰”提出自己关于地球气候的问题，并得到“寰”的回答。王自发认为，每一个中国人的心里都有一个天下的概念，不仅仅是为一个国家做一些事情，也为全球做一些事情。

从国内首个嵌套网格空气质量预报模式系统，到国内首个地球系统数值模拟装置，王自发一直都在做开创先河的事。一项技术，从无到有，难度可想而知，但王自发却一直乐在其中。

何为人师：惟匠心以致远

沙尘，是王自发的另一个主要研究方向。在距离北京市中心70公里处，有一处由沙尘沉积而成的沙漠，被称为“天漠”。为了实地考察收集最真实的样本资料，王自发带领着自己的学生再一次来到这里。和二十出头的年轻学生比起来，王自发的活力，丝毫不落下风。在他看来，对科研始终保持十足的热情，是“大气人”的基本素养。

自2002年成为博士生导师以来，王自发带过的学生无数。但每次有博士通过毕业答辩，拿到学位证的那一刻，都是王自发最开心的时候。对于他来说，一位博士毕业，就意味着大气物理这个领域又增添了新的血液，这让他感到欣慰。然而，有人来，就有人去。

一位学生由于个人原因，参加工作6年，却一直未能在科研上取得突破性进展，按照所里的规矩，她只能离开。一向温和的王自发，此时也罕见的严厉了起来。在王自发看来，科研就像逆水行舟，不进则退。他可以接受学生慢一点，但无法容忍学生躺平。

科学梦想：架构在兴趣和情怀之上

浙江省武义县上黄村，王自发主持设计修建的国内首个大气边界层顶生态环境综合观测站——上黄站，就坐落在这里的群山之巅，对王自发来说，这里就是一个科研的世外桃源。上黄站位于海拔1136米的大毛尖山顶，总建筑面积4555平方米，是我国第一批国家生态质量综合监测站。上黄站汇集了全国最先进的大气观测设备，从空气质量、温室气体、气溶胶监测，到大气环境、极端气象，到生态质量演变监测，推进了我国生态质量监测网络建设向前迈进了一大步。

上黄站从选址、设计到建设落成，都是由王自发亲自主持的，所以他对这里格外偏爱，这里不仅承载着王自发的科研追求，也承载着他自己的人生理想。他希望今后能有这样的一些科研驿站，这种驿站不仅能够承载自己的梦想，也能够承载未来年轻一代的梦想。

王自发是个略显佛系的科学家，在他的观念里，科研工作不必多苦，但要走心，因此他整个科研生涯都构架在自己的兴趣和情怀之上。当然，这并没有影响他在大气物理领域做出高山一样的成就。