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解码月壤、探秘火星,他是广州优秀科技工作者

Published at 2025-06-28 20:51:13Viewed 11 times
科研探讨
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当实验室的灯光映照文明的进程

科技工作者们始终站在浪潮之巅

把智慧写在广袤大地上

把“异想天开”变成“原来如此”

为高科技自立自强贡献力量


5月30日,是第九个“全国科技工作者日”。为大力弘扬科学家精神,助力广州市“12218”现代化产业体系建设,广州市科协、市委宣传部、市科技局、市总工会、团市委、市妇联联合广东广播电视台,以“矢志创新发展 建设科技强国”为主题,举办“科学家故事会”。

活动现场,院士领衔、大咖云集,众多广州科技工作者代表齐聚一堂。他们以《追问者——科学之问》《破壁者——突破之困》《摆渡者——未来之光》三大篇章讲述其科研路上感人的奋斗故事,展现新时代科学家精神。

在《摆渡者——未来之光》篇章中,中国科学院院士、我校计算科技研究院名誉院长张景中带领青少年走进“神奇的数学王国”,一起拿起“超级画板”,让抽象的数学公式“活”过来,让数学变得更简单。

张景中院士用十年时间创立了具有中国特色的数学教育理论——教育数学,填补了我国数学基础教育领域基础软件的空白。他深情寄语道:“我希望未来每个孩子,都能在数字和图形里找到快乐!”

▲张景中院士在活动现场带领青少年

踏入“神奇数学王国”

活动期间,发布了2025年“广州优秀科技工作者”学习宣传对象名单,我校土木与交通工程学院刘海教授入选。

▲2025年“广州优秀科技工作者”颁证仪式

(左四为刘海)

▲刘海教授领诵

《致全市科技工作者的倡议书》(左四为刘海)

刘海教授长期从事

地下隐蔽缺陷探测方法和技术研究

形成了基于无损探测技术的

结构安全诊断研究体系

多年来

他积极攻克隐蔽缺陷探测难关

全力守护城市基础设施安全

并多次投身国家重大工程

产出一系列高质量科研成果

2014年,为响应祖国发展的号召,当时在日本东北大学东北亚研究中心担任产学官连携研究员的刘海博士放弃一个刚刚获批立项的国外基金项目,毅然回国投入嫦娥五号月壤结构探测仪数据处理和成像算法的研究工作。

由于嫦娥五号的地雷达安装在着陆器顶板下方,无法移动,而且是空气耦合天线,天线离地高度有90厘米,受到着陆器杂波干扰非常严重,这给嫦娥五号月壤结构探测仪成像算法的研究造成了很大的困难。刘海教授针对月壤结构探测仪受着陆器干扰严重的问题和成像精度要求高的特点,历时6年提出了成套的校准和去噪方法,以及基于并矢格林函数的频域逆时偏移成像算法,并开发了数据处理和分析软件。

在研究期间,他曾数十次赴北京参与嫦娥五号探月雷达的地面验证试验。终于在2020年12月2日凌晨,刘海在北京航天中心对来自月表的嫦娥五号月壤结构探测仪实测数据进行了准实时处理,获取了钻头下方2米深度范围内的月壤结构和月岩分布高精度成像结果,发现钻头下方0.9米处存在大块月岩,将这些关键信息提交给指挥中心,指导了月壤钻取任务的顺利实施。

2024年6月2日,他再次受邀赴北京航天中心对嫦娥六号月壤结构探测仪实测数据进行了准实时处理,为人类首次月背月壤钻取任务的顺利实施提供了重要的信息支持。鉴于刘海教授在嫦娥五号和六号月壤结构探测仪数据处理方法方面的突出工作,中国科学院空天信息创新研究院先后给广州大学专门发来了2封感谢信。

▲刘海教授(右)与嫦娥五号月壤结构探测仪总设计师、全国人大代表——中科院空天信息创新研究院周斌研究员在任务完成后合影留念

刘海教授的科研足迹不仅迈向月球,更延伸至火星。2025年2月,刘海教授带领团队通过分析“祝融号”火星车采集的探地雷达数据,在地下10-35米深度处识别出一系列倾角为6°-20°的反射层,连续分布超过1.3公里,且全部朝向北部低地方向倾斜。这些结构与地球海岸沉积物特征高度吻合,其一致性和物理特性排除了风成沙堆、熔岩管道或河流冲积等其他成因。这一发现为火星北部平原曾存在古老海洋提供了直接且有力的地下证据,表明该区域曾存在持续稳定的大型水体环境,而非短暂的融水事件。如此大规模的沉积结构需要活跃的波浪和稳定的潮汐环境,这不仅提供了支持火星北部曾存在古海洋的关键证据,也为理解火星古代气候及环境变化提供了关键见解,对探索火星潜在的生命痕迹具有重要指导意义。该成果引起国内外广泛关注,被中央电视台、美国《时代周刊》和英国BBC等50多家国内外媒体报道。

2008年,刘海教授在新闻中看到汶川大地震中倒塌的房屋,为避免惨状的重演,他决定将结构无损检测技术作为自己主要的研究方向。目前,相关成果已经在深圳赛格大厦异常晃动溯源工作、深圳百富兴大厦混凝土柱安全评估和曾侯乙墓遗址考古勘探等重大工程中得到成功应用,为这些工程的顺利开展提供了重要的信息和技术支撑。

2021年5月18日,深圳赛格大厦的异常有感振动引起了政府高度重视和社会广泛关注,专家团队迅速开展了振动原因调查和结构安全性评估的研究工作。现场人员通过敲击法发现赛格大厦16根钢管混凝土柱脱粘严重,这可能是赛格大厦动力性能退化,在使用20年后发生异常晃动的内因之一。当时的专家团队副组长、中国工程院院士、广州大学工程抗震研究中心主任周福霖指出,仅凭操作人员的听觉判断,无法记录科学数据,其结果严重依赖经验,且受生理疲劳影响严重。基于此,周福霖院士致电刘海教授,询问其能否采用无损检测方法对赛格大厦钢管混凝土脱粘缺陷进行检测,刘海教授经慎重思考后,向周院士表态 “有信心完成任务”。

▲刘海带领学生在赛格大厦做钢管混凝土的脱粘缺陷检测试验

在接下来的近一个月的时间内,刘海教授带领团队起早贪黑,在赛格大厦现场攻克了超声相控阵探测盲区、钢管油漆层假信号等难题,通过校准和钻孔验证试验,提出了基于界面反射系数的钢管混凝土超声相控阵探测方法和诊断准则,并对其中9根钢管混凝土柱的脱粘缺陷进行了系统的检测,获取了其脱粘率的科学数据,为赛格大厦结构动力性能下降的原因分析提供了数据支撑。

从地球到火星,从课堂到宇宙,他以科技报国之志,解“国之大者”之题。三尺讲台育桃李,冷板凳上铸辉煌——他是新时代的科研生力军,也始终坚守育人之志。

▲刘海老师荣获“2023感动广州的最美教师”称号

作为一名高校青年教师,除了繁忙的科研工作,刘海教授还肩负着众多教学任务。他坚持每周给研究生开一次组会,所有人都要汇报试验和研究进展。刘海老师总会与研究生们一起反复多次修改论文,在不断打磨中带动学生快速成长。他也经常将思政元素融入课堂,使专业课程与思政课程同向同行,助力构建课程思政育人新体系。

▲刘海在给研究生开组会

多年来,刘海老师以科研成果作为核心支撑,积极指导学生参与各类创新创业竞赛,加快科研创新成果转化落地。在指导学生参赛的过程中,刘海老师注重发挥学生的主体作用,鼓励他们勇于创新、大胆实践。

2016年,他指导学生参加 “创青春”中航工业全国大学生创业大赛暨第十届“挑战杯”大学生创业计划竞赛,获全国“金奖”;2021年,他指导学生参加第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛,获全国总决赛产业命题赛道“金奖”。在刘海教授的指导下,学生们不仅获得了荣誉和成就,也培养了创新精神和创业意识,为将来的职业生涯打下了坚实的基础。

▲刘海老师带领学生团队参加

第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛


拳拳赤子心

殷殷科研情

刘海教授始终

深耕在科研与育才的前沿阵地
以智慧和担当

谱写新时代奋斗篇章


本文转自广州大学公众号

部分消息来源|“广州市科协”公众号

封面制作|周晓伟

标题制作|张琳

文案编辑|冯佳燕 许晓丽 陈暄萱

微信编辑|黄海萍 林敏茹 张梦飒 卓禹含 陆梓宁 孙佳畅

图文校对|杨恒 许晓丽

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