2023年9月，香港歷經“五百年一遇”的“黑雨”，部分地區兩小時內錄得逾150毫米雨量；2024年4月，受強降雨影響，廣東北江流域4月22日出現接近百年一遇洪水……

隨著全球氣候變暖的加劇，沿海城市正面臨極端天氣的侵襲。海平面上升、強降水以及山體滑坡等環境問題始終是懸在香港這一座高樓林立、山地環繞的沿海城市之上的一柄“達摩克利斯之劍”。

根據香港科技大學、香港中文大學以及香港大學研究團隊的推算，預計未來香港的極端天氣會更加頻繁，極端高溫和降雨將愈發嚴重，甚至演變成新常態。2040~2049年的最高一小時雨量或可達230毫米，相比2023年的黑雨紀錄增加超過40%。

“劇烈的氣候變化導致極端天氣和氣候事件頻率和強度增加。對于沿海城市而言，強降雨的頻率會越來越高，同時分布也會非常不均勻，這將會導致山體滑坡等一系列的次生災害。”香港科技大學（廣州）副校長吳宏偉介紹道。

吳宏偉。資料圖

破解滑坡密碼

香港地勢陡峭，雨量充沛，歷史上曾多次發生造成嚴重人員傷亡和財產損失的滑坡災害。2008年6月，香港的強降雨就曾導致大嶼山公路上方發生泥石流，機場往來市區的陸路交通中斷16小時后才重新開通。

滑坡的有效預測與防治始終是香港面臨的重大挑戰。吳宏偉表示，當前香港天文臺的暴雨預警系統僅能實現提前3小時的大范圍氣象預報。針對這一技術瓶頸，其研究團隊正致力于提升預測技術的精準度，力爭將預警窗口延長至暴雨來臨前6小時，并將暴雨范圍預測精度提升至1平方公里量級，從而為防災減災部門爭取更充分的應急響應時間。

根據香港創科署提交立法會的最新文件顯示，國家科學技術部今年初共批準15所實驗室的申請，其中就包括吳宏偉和香港理工大學李向東教授共同負責的沿海城市氣候韌性全國重點實驗室。除了強降雨之外，沿海城市氣候韌性全國重點實驗室的研究范圍也包括與香港地理環境和地質條件密切相關的斜坡穩定性、海岸線防治等關鍵領域。

在沿海城市氣候韌性全國重點實驗室中，有一臺可以模擬氣候變化影響的土工離心機。這是實驗室破解滑坡密碼的鑰匙。該機器最大離心加速度為150g，可以通過轉動中產生的離心力模擬現場場景。在模擬場景中，吳宏偉以及其團隊建立了“狀態相關非飽和土本構關系及應用”，闡明了傳統設計方法誤判邊坡安全性的根源，確定了柔度矩陣的所有耦合參量，形成了狀態相關的非飽和土力學理論體系。

根據此研究成果，吳宏偉參與編寫了全球首部非飽和松散土邊坡評估與設計指南，用于中國香港、巴西與馬來西亞等地。該指南提升了非飽和土邊坡的設計與治理水平，助力香港滑坡風險的顯著下降，實現近10年零傷亡的歷史紀錄。

2017年~2022年，吳宏偉當選第17屆國際土力學及巖土工程學會主席，為該學會自1936年成立以來首位中國人主席。在2020年，憑借“狀態相關非飽和土本構關系及應用”，吳宏偉榮獲國家自然科學獎二等獎。

學科交叉融合是發展必然

吳宏偉所研究的生態巖土學是近年來建立和發展的新興交叉學科，綜合了土力學、巖石力學、生態學、植物學和大氣學等多學科知識。

而學科交叉融合是近年來高校教育發展的熱點。根據國務院發布的《統籌推進世界一流大學和一流學科建設總體方案》，高校要優化學科布局，打破傳統學科專業之間的壁壘，突出學科交叉融合和協同創新，大力推進科研組織模式創新，強化有組織創新，鼓勵跨校跨機構跨學科開展高質量合作。

吳宏偉指出，發展學科交叉融合是高等教育演進的必然趨勢。當前面臨的重大科學與工程問題，都需要通過跨學科協作方能解決。以能源領域為例，其復雜性和系統性決定了無法僅憑物理或數學等單一學科攻克。

2022年，香港科技大學（廣州）正式設立，在設立之初，港科大（廣州）就提出將采用創新的融合學科教育和科研模式，以應對全球高速變化的需求。港科大（廣州）組建了四個連接多個學科的樞紐，包括功能樞紐、信息樞紐、系統樞紐和社會樞紐，每個樞紐均有多個以新興領域為研究方向和重點的學域，以打破學科間的壁壘及界限。

為實現不同學科之間的融合發展，吳宏偉指出，港科大（廣州）也為博士生和研究生設置了雙導師制，要求來自不同專業的導師來輔導學生。他笑稱，港科大（廣州）甚至在將不同專業的教授分配在相鄰辦公室，希望以此讓不同專業之間碰撞出火花。

按計劃，港科大（廣州）首六年將在重點交叉學科領域先行招收碩士及博士研究生以及少量本科生。到2031年時，學校在校研究生將達到6000人，本科生達4000人；正式設立約六年后，視情況將開展本科生教育。

應對氣候變化挑戰

《21世紀》：您在香港暴雨預防和研究領域成果斐然，能否簡要介紹一下相關情況？

吳宏偉：人類正面臨氣候變化的嚴峻挑戰。對香港而言，強降雨給香港帶來的問題尤為突出。例如，去年東九龍遭遇了百年一遇的強降雨。我們團隊研究發現，過去30年間，此類強降雨事件發生了5次。大約6年前，香港政府向我們研究團隊授予了一個名為AoE（卓越學科領域計劃）的縱向項目。在該項目框架下，邊坡安全中心在香港科技大學成立，并聯合香港大學、香港中文大學、香港理工大學三所高校共同開展研究，由香港科技大學負責統籌協調，而我擔任項目首席科學家。

該項目研究重點聚焦于如何精準預測暴雨發生地點。目前，全球范圍內的預測手段僅能實現大范圍預測。以香港天文臺為例，其僅可提前三小時發出天氣或暴雨預報，同時預報范圍過大，只能預測在整個九龍半島或是香港島的天氣情況，因此不能很好地預防災害。畢竟，如此大范圍的居民轉移是不現實的事情。因此，當前我們正致力于研究精準預測技術，力求將預測精度提高至一平方公里以內。如此一來，便能夠準確評估潛在破壞情況，政府相關部門也可據此做出科學決策，采取有效措施，切實保護老百姓的生命財產安全。該項目的最終目標是提前6小時發出預警，相關研究工作正在有序推進。

《21世紀》：據了解，今年新設立了一個全國重點實驗室——沿海城市氣候韌性全國重點實驗室，您是主要的負責人之一，能否介紹一下該實驗室的主要研究內容以及成立背景？

吳宏偉：該全國重點實驗室的研究范疇不僅涵蓋邊坡問題，還包括洪澇問題，例如如何有效防止洪澇在香港發生。另一個重要研究方向是海岸線問題，每次臺風來襲，伴隨的暴雨都會對海岸線造成不同程度的破壞，而我們致力于探索更有效的海岸線防治方法。在材料選用上，我們特別強調采用綠色材料，并且未來治理方向也將朝著環保綠色材料的應用不斷推進，這些均是該實驗室當前的研究重點方向。

交叉學科的發展是必然趨勢

《21世紀》：您如何看待學科之間的融合發展？對交叉學科的未來發展有何見解？

吳宏偉：學科之間的融合發展，交叉學科的發展是必然趨勢，這也是港科大（廣州）成為全球規模最大的交叉學科大學的關鍵原因，整個大學積極貫徹交叉理念，因為當下諸多重大科學與工程問題必須依靠交叉學科才能解決。以能源問題為例，該問題就無法單純依靠物理系、數學系或采礦系等單一學科解決，需要交叉學科協同攻關。

因此，在港科大（廣州）的規劃設計中，設置了四個聚焦交叉學科的樞紐，匯聚不同專業教師，促進學科之間的深度融合。此外，我們辦公室布局打破傳統模式，通過抽簽方式讓不同專業教師混合辦公，以此激發創新思維。綜上所述，交叉學科發展勢在必行，對解決未來重大科學與工程問題具有重要意義。

打破大灣區內高校合作政策壁壘

《21世紀》：您如何看待當前大灣區的科研合作現狀？您認為還存在哪些亟待解決的堵點和痛點？

吳宏偉：目前，大灣區內的科研合作呈現出良好的發展態勢，合作日益緊密，但仍存在一些需要解決的問題，其中，部分政策尚未跟上發展步伐。一些政策是此前殖民地政府為了阻礙香港與內地之間的溝通而設立的規則，到如今都需要更新。

例如，一位來自香港中文大學的教師若前往香港中文大學深圳校區授課，深圳校區出于合作誠意，愿意承擔部分工資，比如支付一半薪資，這便可能會引發問題。因為根據現行政策，若該教師并非在香港全職任職，那么就不能在香港特區政府的縱向課題中擔任首席。

但實際上，在政府資助的8所高校中，教職人員時間分配比例大致為40%用于科研、40%用于教學、20%用于行政或社會服務。從時間分配角度來看，香港中文大學的教師用40%的時間去深圳校區授課，另外40%的時間仍留在香港從事研究工作，理論上并不影響其本職工作。但根據現有政策規定，這種行為卻屬于違規，這顯然缺乏合理性。為此，我已多次與香港特區政府相關部門溝通，期望共同探討如何打破這一政策壁壘，為科研合作創造更加寬松、有利的環境。

《21世紀》：除了剛剛談及了一些不足，那在過去的兩年里，您是否觀察到大灣區在科創合作方面取得了哪些進步？

吳宏偉：在過去兩年里，大灣區推出了一系列政策，旨在吸引粵港兩地人才交流，并設立了粵港澳大灣區聯合實驗室以鼓勵相關領域的發展，這些舉措值得肯定。但如果大灣區聯合實驗室能夠加上“國際”二字，將有助于其更好地融入國際元素。外國學者可以直接在內地的聯合實驗室中進行實驗，將數據以及樣品等敏感信息留在內地，從而規避跨境數據和經費流動的難題。

面對打壓，香港要積極“搶人才”

《21世紀》：國際學術合作對大學發展至關重要。然而，目前美國政府對部分國際合作采取打壓態度，如暫停學者簽證、終止合作項目等。您對此有何看法？

吳宏偉：以個人經驗為例，我曾負責一個邊坡中心項目，當時有美國著名學者加入團隊，但后來因美國政府的干預而退出。這是美國打壓所造成的負面影響。

但與此同時，由于美國對華人群體的打壓，導致部分學者以及學生無法在美國進行正常科研，因此他們會回到香港或是內地任職，這是我們目前觀察到的現象。

此外，美國在科研領域的打壓也激發了中國自主研發的動力。在過去的發展進程中，我們或許在一定程度上依賴外部資源，例如通過購買技術或者模仿創新來推動自身進步。但當下形勢已發生變化，中國必須依靠自身的科研能力和創新實力。從長遠來看，堅持自主研發是積極且必要的舉措。如今，國家專利數量不斷增加，正憑借自身努力突破技術瓶頸。

《21世紀》：您剛剛提到在美國的學術審查環境下，許多華人學者選擇回流。您認為香港應采取哪些措施來吸引和承接這些人才？

吳宏偉：對于香港而言，這無疑是一個吸引人才的重要機遇。然而，要實現人才的有效承接，關鍵在于完善相關配套服務，包括解決人才住房保障、子女教育入學等實際問題，為他們打造一個完善的生態圈。只有構建一個全方位、多層次的人才發展支持體系，才能吸引并留住這些優秀人才，為香港的科研發展注入新的動力。

《21世紀》：在美國政府試圖科技脫鉤的背景下，您認為香港應如何與美國的一些頂尖高校保持合作？

吳宏偉：在當前的國際形勢下，香港與美國頂尖高校的合作可聚焦于純粹的學術科學領域，例如通過舉辦國際會議這一形式來搭建交流平臺。國際會議在學術交流層面具有較低的政治敏感性。我們可以打造具有中國品牌的學術會議，可參照戈登會議模式。會議將聚焦重大科學問題，邀請各方學者參與學術研討交流，不涉及具體合作項目談判。我認為，這一方案符合當前國際形勢，具有較高的可行性，相信相關高校和學者也會基于學術交流的共同需求，積極參與其中。