国家921-2攻关课题“海洋风场反演方法研究”的难度很大,但仅在短短的1年多时间里,该课题就取得了突破性进展,得到了比国际上Seatat-A两波米散射计已有的结果要好得多的风场结果,提出了利用风速的大小信息及其空间结构来判断风场结构及全局最优等创造性概念,完善了风多解的的排除方法,解决了二波米散射计的风向模糊这一世界性难题。取得这一令人瞩目成就的是一位年仅35岁的年轻人——国家海洋局第三海洋研究所遥感与地理信息系统研究中心主任、国家海洋卫星应用中心“海洋一号”副总设计师林明森研究员。
林明森,1984年8月获得国防科技大学应用力学系空气动力学专业硕士学位,1992年8月在中科院计算中心获计算数学理学博士学位,并进入天津大学力学博士后流动站从事科研工作。1994年8月出站前因工作成就突出晋升为副教授,当年9月进入国家海洋局第三海洋研究所。这位有着坚实数理基础和较丰富科研工作经验的年轻人,在航天工业部工作和在中科院计算中心攻读博士学位期间,主要从事计算数学和计算流体力学基础理论和方法的研究,先后完成了《抛物化Navier-Stokes(PNS)方程的数值模拟研究》、《多重尺度问题的分区解法研究》等多项重要课题,解决了国际上流行的Balding-Lomax湍流模型在应用于三维时存在的困难,推广了原模型的理论成果。他还在从事国防科工委的某型号设计计算任务中,为型号设计部门提供了气动力的计算结果,为再入式导弹的型号设计作出了贡献,得到了设计部门的赞赏。
在博士后流动站,林明森博士较强的独立工作能力、较快开拓新研究领域的能力和创造性地解决关键技术问题的能力得到了很好的发挥。短短的2年时间里,他先后完成了国家环保局“八五”攻关课题《天津近岸海域水质模型与管理信息系统研究》、《大港电厂三期扩建工程的环境影响评价》中热污染的数值模型预报工作,《塘沽海滨浴场的环境影响评价》中污染扩散的长周期数值预报和《大港石油管理局炼油J95101工程的环境评价》工作,为其建立了预测海上溢油漂移的数学模型。他从理论上证明了弱可压缩三维Navier-Stoker(NS)方程具有双曲抛物型,给出了对该方程边界条件的合适提法;提出了一种时间上是二阶而空间上是四阶的三层三点无条件稳定的紧致格式,改进了传统上紧致格式在时间方向上的低精度及稳定条件较严的问题;用上述高精度紧致差分格式求解物理上的微细结构,发现RLW方程不具有孤粒子性质;用上述高精度紧致格式计算周期条件下KDV方程的演化,发现了一条通向混沌的新途径。以上发现得到了有关专家的高度评价。在此期间,他还参加了联合国在印度旁遮普邦的投标工作,设计了《沿岸流泥沙运动及岸滩变化预测的数学模型》标书等等。
林明森博士进入海洋三所后,一直从事微波遥感方面的科研工作。他能及时掌握学科的前沿发展技术,把握学科的研究方向,积极参加国家自然科学基金项目和国家重点科研项目等。几年来,共负责和参加科研项目9项,其中5项为第一申请人及主持人,2项为项目副主持人,另2项为项目主要攻关者。这些项目都是在国际上具有相当影响和难度的国际前沿研究课题或国内空白项目。例如“风散射计测量海洋上风场的场方式反演方法研究”,“微波散射计在风场测量中的应用研究”,“微波散射计资料海上风场数据提取方法研究”和“用卫星资料进行海面风场研究”等。特别是在微波散射计探测海面风矢量场的研究方面,完成了国防科工委卫星重点应用项目“用ERS-1卫星测风资料提取海面风场信息的研究”及我国载人飞船921计划项目“微波散射计资料在海面风场测量中的研究”,创造性地提出等风速线参考法排除风矢量的方向多解问题,解决了微波散射计反演海面风矢量的重大技术难题,达到国际90年代水平。目前在散射计反演海面风场方面居国内领先水平,研究成果多处被他人引用。
林明森博士在完成国家自然科学基金项目“风散射计测量海洋上风场的场方式反演方法研究中”解决了传统风场反演中点方式下存在的风向模糊问题,可以100%准确地反演出真实风场。该方法是目前国际前沿研究项目。通过数值模拟研究,已得到理想的计算结果,获1998年度国家海洋局科技进步一等奖。
在计算流体力学的非定场不可压缩流动问题的研究中,对复杂的三维有自由表面变化的非定场不可压缩流动问题,林明森创造性地提出一种简单而又实用的处理自由面方法,把空气动力学中激波装配法的思想引进来处理自由面边界,并用上述研究结果完成了国家环保局“八五”攻关课题《天津近岸海域水质模型与管理信息系统研究》,填补了该领域的空白。
林明森独立完成了长江三峡水资源中心“水文水情自动遥测遥报系统”的软件研制,包括调度控制现场的指令、有线无线调制解调器的控制指令、数据传输、水位过程线的图形显示及数据处理等。在长江三峡截流和去年的长江抗洪中发挥了重大作用,取得显著的经济和社会效益。
林明森还独立完成海浪方向谱的阵列式波浪仪系统的波浪特征值、方向谱的计算软件及数据无线传输软件研制,已交付上海航道局用户使用,为全国第一个用于外海实际测量海浪谱的阵列式波浪仪系统的诞生作出了贡献。该系统的运行为上海航道局长江口航道整治工程的决策提供了重要的科学数据。
另外,他还写出了“南极海冰区在全球气候变化中的作用与反馈作用”,“星载SAR在海岸带环境与资源管理中的应用及其GIS”,“福建海岸带台风、风暴潮和城市洪水灾害的监测和预报”,“星载SAR图像校准方法研究”,“SAR卫星资料在海洋中的应用技术研究” 等多个项目的论证书。这些项目有的已被国家自然基金及国家海洋局立项,有的正在进一步论证中。
5年来,林明森博士正式发表论文26篇,其中一级刊物15篇,参加国际会议3篇,参加全国性会议8篇;此外还完成专项报告5篇,合著1部,所有文章除2篇外均为第一作者。由于成就突出,林明森1997年入选国家海洋局首批“双百人才工程”,1998年入选国家 “百千万跨世纪人才工程”,同年获政府特殊津贴。
眼下,这位年青的微波遥感专家,我国第一颗海洋卫星的主要立项人员,中国海洋一号卫星地面系统的副总设计师,正从事和主持海洋一号卫星地面应用系统的建设工作,为我国海洋水上卫星早日发射而奋力拼搏着。(1999.4)