2015年3月23日,德國(guó)地球物理學(xué)會(huì)授予德國(guó)地學(xué)研究中心(GFZ)華人科學(xué)家汪榮江博士 “恩斯特·馮·雷博伊爾-帕斯維茨獎(jiǎng)”(Ernst von Rebeur-Paschwitz Price),以表彰他在地球物理學(xué)與地震學(xué)研究領(lǐng)域作出的杰出貢獻(xiàn)。
恩斯特·馮·雷博伊爾-帕斯維茨是德國(guó)天文學(xué)家和地球物理學(xué)家,是現(xiàn)代地震學(xué)研究的開(kāi)創(chuàng)者之一。2004年,德國(guó)地球物理學(xué)會(huì)設(shè)立了以他的名字命名的獎(jiǎng)項(xiàng),評(píng)選和授予給德國(guó)最杰出的地球物理學(xué)家。在這之前,該獎(jiǎng)已頒發(fā)三次。汪榮江博士是第四位獲得該獎(jiǎng)的科學(xué)家,也是首位華裔科學(xué)家。
在30年的科研生涯中,汪榮江博士在地球固體潮理論和計(jì)算地震學(xué)等多個(gè)地球科學(xué)研究領(lǐng)域取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性研究成果。他在同震和震后形變研究、人工合成地震圖、震源反演、強(qiáng)地面震動(dòng)研究以及地球潮汐與全球地球動(dòng)力學(xué)等研究工作中取得了多項(xiàng)科研成果。在這些工作中,汪榮江在基礎(chǔ)理論和計(jì)算方法層面,解決了多個(gè)研究領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜地球物理現(xiàn)象模擬和觀(guān)測(cè)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題,為相關(guān)科學(xué)問(wèn)題的正演和反演工作的開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。
汪榮江著述頗豐,已發(fā)表SCI論文約70篇,開(kāi)發(fā)并編寫(xiě)了多個(gè)地球物理計(jì)算與應(yīng)用軟件。近年來(lái),他還積極關(guān)心我國(guó)地球物理學(xué)和地震學(xué)的發(fā)展,與北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所、中國(guó)地震局地球物理研究所與地質(zhì)研究所等多個(gè)單位合作開(kāi)展了教學(xué)與研究工作,引導(dǎo)和培養(yǎng)了一批青年科技人才,為我國(guó)地球物理學(xué)與地震學(xué)發(fā)展付出了巨大的努力。
以下是德國(guó)地球科學(xué)與資源局局長(zhǎng)庫(kù)恩佩爾(Hans-Joachim Kümpel)教授2015年3月23日在雷博伊爾-帕斯維茨獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)儀式上為獲獎(jiǎng)?wù)咄魳s江教授所作的頒獎(jiǎng)詞:
汪榮江出生于60年前的上周五。今天補(bǔ)上我的衷心祝賀!青少年時(shí)期,他經(jīng)歷了中國(guó)的文化大革命(1966~1976年)。如果有人問(wèn)起,他能講述不少他在那個(gè)年代的親身經(jīng)歷。1978至1981年汪在中國(guó)東南的安徽上大學(xué),學(xué)習(xí)物理學(xué)。1982至1983年在中國(guó)科學(xué)院學(xué)習(xí)大地測(cè)量與地球物理學(xué),專(zhuān)業(yè)方向?yàn)楣腆w潮。由于在研究生入學(xué)考試中取得了比其他7位被錄取者更加優(yōu)異的成績(jī),他獲得了中國(guó)科學(xué)院的出國(guó)留學(xué)獎(jiǎng)學(xué)金。他當(dāng)年在中國(guó)的導(dǎo)師、也是他所在研究所的所長(zhǎng),許厚澤教授,在國(guó)際固體潮大會(huì)上認(rèn)識(shí)了基爾大學(xué)的Jochen Zschau教授,因此就將他推薦到了基爾。
就這樣他來(lái)到了基爾的克里斯?。柌既R克茨(Christian-Albrechts)大學(xué)(CAU)并立即以一般人不可思議的努力開(kāi)始了他的碩士研究生工作,并用德文寫(xiě)成他的碩士論文,題目為 “地球?qū)﹂L(zhǎng)期固體潮項(xiàng)的黏彈性響應(yīng)”。由于碩士論文獲得了非常優(yōu)異的評(píng)價(jià),他得到了基爾大學(xué)的博士生獎(jiǎng)學(xué)金。進(jìn)而在他的導(dǎo)師Jochen Zschau教授的指導(dǎo)下于1991年完成了他的英文版博士論文 “旋轉(zhuǎn)、非球?qū)ΨQ(chēng)、黏彈和橫向非均勻地球的潮汐形變”(一篇所含公式比文字還多的論文?。?。在致謝詞里,他 寫(xiě)道 “和他 (指Jochen Zschau)對(duì)許多專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的激烈但非常有益的討論令我至今難忘”。
1992年汪榮江在西門(mén)子維也納公司做軟件工程師。大約在1992年年底他再次加入波茨坦地學(xué)中心當(dāng)時(shí)以Jochen Zschau為主任、現(xiàn)在以Torsten Dahm為主任的研究室。(最后但并非最不重要的是,汪有一個(gè)熱情活潑的太太和兩個(gè)已成人的兒子)。
他的7個(gè)重要的研究興趣是:
●同震級(jí)震后形變;
●人工合成地震波;
●強(qiáng)地震地面震動(dòng)模擬;
●用GPS和強(qiáng)震數(shù)據(jù)快速反演震源
參數(shù);
●全球動(dòng)力學(xué)和固體潮問(wèn)題;
●開(kāi)發(fā)地球物理實(shí)用軟件(因此他也涉獵應(yīng)用地球物理領(lǐng)域)。
按照常規(guī),在這樣的儀式上,我們不能不數(shù)數(shù)我們這位學(xué)者的成就(這也是一篇頒獎(jiǎng)詞的樂(lè)趣所在)。下面是3個(gè)最富意義的例子。
(1)緯度相關(guān)固體潮改正理論的研究。
當(dāng)他在其博士論文中擴(kuò)展了莫洛登斯基(Molodensky)的固體潮理論和發(fā)現(xiàn)沃爾(John Wahr)的固體潮模型中的錯(cuò)誤后,他再次重溫了英國(guó)數(shù)學(xué)家勒夫(Augustus Edward H.Love)在1911年發(fā)表的著作 “地球動(dòng)力學(xué)的幾個(gè)問(wèn)題”。這篇經(jīng)典著作里含有關(guān)于不可壓縮、旋轉(zhuǎn)和橢球形地球的公式。因?yàn)橄嚓P(guān)模型是解析的,因而是檢驗(yàn)現(xiàn)代復(fù)雜模型包括他自己的模型的一個(gè)理想標(biāo)準(zhǔn)。第一次檢驗(yàn)他的模型沒(méi)有通過(guò)。對(duì)他來(lái)說(shuō)這是一個(gè)多么大的震動(dòng):難道他的整個(gè)博士論文是錯(cuò)的?他還有科研前程嗎?
汪開(kāi)始在他的程序代碼里一行一行地尋找錯(cuò)誤。但一切都像是正確無(wú)誤的。“難道是勒夫算錯(cuò)了?”,他問(wèn)自己。對(duì)!他確實(shí)在勒夫公式里找到了錯(cuò)誤。有幾個(gè)常數(shù)是錯(cuò)的。錯(cuò)誤改正后,檢驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行。結(jié)果是他的模型給出的數(shù)據(jù)還是對(duì)不上。“難道勒夫的理論推導(dǎo)出現(xiàn)了錯(cuò)誤?”,他再次更加自信和勇敢地問(wèn)自己。
汪發(fā)現(xiàn),勒夫使用的運(yùn)動(dòng)描述與現(xiàn)代地球動(dòng)力學(xué)中常用的運(yùn)動(dòng)描述不同。他進(jìn)而證明,現(xiàn)代地球動(dòng)力學(xué)使用的既不是拉格朗日描述,又不是歐拉描述,而是一種他稱(chēng)為拉格朗日-歐拉混合描述。勒夫的邊界條件無(wú)疑是用了歐拉描述,但他的微分運(yùn)動(dòng)方程既不是拉格朗日描述,也不是歐拉描述,更不是拉格朗日-歐拉混合描述。(我期望您們能聽(tīng)懂我所說(shuō)的這些。)顯然,勒夫在他的微分運(yùn)動(dòng)方程中錯(cuò)誤地多出了一項(xiàng)。通過(guò)改正勒夫的微分運(yùn)動(dòng)方程,汪的模型與理論值精確一致到小數(shù)點(diǎn)后4位數(shù)。該結(jié)果發(fā)表于1994年的國(guó)際地球物理雜志(GJI)上。(現(xiàn)在我們知道,為什么上周五發(fā)生的日食正好趕上汪的60歲生日?。?/p>
(2)發(fā)展了正交歸一的哈斯克爾(Haskell)傳播矩陣法。
汪的這一工作為計(jì)算地震學(xué)增加了一條更加便捷和準(zhǔn)確的計(jì)算全波地震圖的途徑。現(xiàn)在許多計(jì)算地震學(xué)的軟件都采用了汪的方法。他自己開(kāi)發(fā)的人工合成地震圖軟件更加廣泛地被用于地震模擬和反演。
后來(lái),汪將這一方法應(yīng)用范圍擴(kuò)充至孔隙彈性介質(zhì)中,研究形變與孔隙壓和孔隙流體擴(kuò)散之間的強(qiáng)耦合運(yùn)動(dòng)。汪第一次成功地通過(guò)理論計(jì)算定量地解釋了所謂的悖論,即地下水位變化的Noorbergum現(xiàn)象并預(yù)測(cè)代表傾斜中類(lèi)似現(xiàn)象。這一預(yù)測(cè)日后被觀(guān)測(cè)所證實(shí)。(這里我得承認(rèn),作為他的論文的共同作者,我將檢驗(yàn)?zāi)切?fù)雜公式的工作一概交給了審稿人。)汪的分層半空間介質(zhì)中的耦合孔隙彈性運(yùn)動(dòng)的模擬方法后來(lái)在地震學(xué)和地震觸發(fā)問(wèn)題的研究中也發(fā)揮了作用。
(3)利用GPS,寬頻帶及強(qiáng)震儀數(shù)據(jù)聯(lián)合反演震源運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。
地震的震源運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)、斷層尺度、位錯(cuò)大小和破裂的時(shí)空變化的反演問(wèn)題一般是秩虧問(wèn)題,具有多解性。通過(guò)聯(lián)合利用來(lái)自不同震中距和頻段的大地測(cè)量和地震學(xué)數(shù)據(jù)能大大提高反演結(jié)果的穩(wěn)定性,可在短時(shí)間內(nèi)提供可靠的地震破裂模型。這項(xiàng)研究對(duì)地震的理論研究和應(yīng)用研究(地震預(yù)警)都具有重大意義。汪榮江用他的創(chuàng)新方法和數(shù)據(jù)處理技術(shù)為這一領(lǐng)域發(fā)展做出了他的重要貢獻(xiàn),使得震源運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的反演逐漸成為常規(guī)。
汪榮江主持科研課題,編寫(xiě)程序代碼,為學(xué)生講課,并撰寫(xiě)科研論文。特別是后兩項(xiàng)不得不提:近10多年來(lái)他在中國(guó)科學(xué)院大學(xué)開(kāi)設(shè) “計(jì)算地震學(xué)—理論與實(shí)踐”課程并獲得最佳海外教師稱(chēng)號(hào)。
汪是68篇(譯注:實(shí)為69篇)ISI期刊文章的作者或共同作者,其中有23篇發(fā)表在歐洲的國(guó)際地球物理研究(GJI)上,(有創(chuàng)記錄的可能性?。?1篇在美國(guó)的地球物理雜志和地球物理研究通訊上以及9篇在美國(guó)地震學(xué)報(bào)上。并且,僅2014一年就發(fā)表了12篇,2013年也是如此(這很可能給未來(lái)的獲獎(jiǎng)?wù)咴斐闪撕芨叩拈T(mén)檻)。
有一句中國(guó)毛澤東曾經(jīng)對(duì)他自己使用過(guò)的古話(huà),叫做 “蓋棺定論”(不是指棺材本身……)。但是,雷博伊爾-帕斯維茨獎(jiǎng)從未通過(guò)追認(rèn)來(lái)授獎(jiǎng)。這很好。
衷心祝賀您,榮江!
頒獎(jiǎng)證書(shū)
汪榮江在地震學(xué)和大地測(cè)量學(xué)的交叉研究領(lǐng)域做出了重要貢獻(xiàn)。他發(fā)展了今天廣泛應(yīng)用的與緯度相關(guān)的地球潮汐改正理論。他所發(fā)展的計(jì)算地震學(xué)的方法在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用于地震波的模擬及其反演。他在利用地震學(xué)和大地測(cè)量學(xué)數(shù)據(jù)反演震源參數(shù)和地殼應(yīng)力分布的研究方面做出了主要貢獻(xiàn)。作為最初的理論創(chuàng)始人之一,他解決了如何在半空間位錯(cuò)模型中正確引入重力效應(yīng)的問(wèn)題。除了在波茨坦地球科學(xué)中心的日常工作外,他還擔(dān)任了中國(guó)多所研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)的客座教授。