(1.4)--顾震潮先生学术思想与高尚品格——学习感悟.pdf
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1、第卷 第期气象年月赵思雄,孙建华,顾震潮先生学术思想与高尚品格学习感悟气象,():,():()顾震潮先生学术思想与高尚品格学习感悟提要:顾震潮先生年出生于上海,年去世。早年师从赵九章教授,于国立西南联合大学研究生院毕业,年赴瑞典斯德哥尔摩大学气象学系攻读博士学位,师从国际著名气象学家罗斯贝。由于祖国气 象事业的迫切需要,年月提前回国。被任命为联合天气分析预报中心主任,后又出任中国科学院大 气物理研究所首任所长。他为国家、为人民努力工作,奉献了毕生精力。作为优秀的科学家,他对我国天气学、动力气象学、数值天气预报、青藏高原气 象学、云和降水物理学、人工影响天气和大气物理学的发展做出 了重大贡献,是
2、主要的先驱和创始人之一。他的学术思想和高尚品格是一笔宝贵的财富,在现在和将来都具有 重要的意义,值得我 们深深怀念。关键词:顾震潮,大气科学,气象学,贡献中图分类号:,文献标志码:,:,?,?,?,?,?,?,:,国家自然科学基金项目()资助年月日收稿;年月日收修定稿第一作者:赵思雄,主要从事灾 害天气机理与预测研究:第卷气象引言顾震潮先生离开我们已经年,但是我们对他的敬仰 与思念丝毫未 减,发自内心。顾先生 年生于上海,年去世,是我国的著名气象学家,曾任中国科学院大气物理研究所首任所长。他毕业于国立西南联合大学研究生院,师从清华大学赵九章教授,毕业后 在中央研究院气象研究所工作,年前往瑞典斯
3、 德哥尔 摩 大学 气象系攻读博士学位,师从国际著名气象 学家罗斯贝。年月,因祖国气象 事业之急需,受人民革命军事委员会气象局(即现中国气象局)局长涂长 望的邀请,放弃即将获得的博士学 位回国。顾震潮回国时正值我国气象事业的大规模 发展时期。由于抗美援朝和经济建设的需要,急需 尽快建立全国的天气预报业务,他被任命为军 委气象局和中 国科 学院联合成立的联合天气分析预报中心(以下简称“联心”)主任。“联心”在他和副 主任、我国著名气象 学家陶诗言等领导 下,开始了全国天气预报的业务工作,“现在的 中国气象局中央气象台就是从这个中心发展起来的”(叶笃正,)。顾震潮作为主要奠基 人之一,他的特殊贡献
4、是功不可 没的。为缅怀顾震潮先生,气象编辑 部邀请我 们撰文一篇,深感力不从心。我们作为工作在顾 震潮先生 开拓的部分领域的晚 生后辈,甚感荣幸,但也很惭愧,没有资 格也没有 水 平来 做何评论。所幸 在纪念先生周年诞辰之际我 们从诸多老一辈科学家的回忆中(叶笃正,;陶诗言,),从历史文献中,特别在 年左右发现的、尘封的顾震潮先生手稿中(顾震潮,),学到了不 少东西,写成了点滴的感悟,水 平仍然不够,挂一漏万。纪念顾震潮先生的文章本应全 面系统阐述 他的学术成就和对气象业务应用的突出贡 献。然而,顾先生的成果丰硕,涉及面很广,限于篇幅,难以全面论述在此致歉。本文的参考文献中已列有顾先生的部分重
5、要著作及部分专家的相关评价,可略作弥补。本文仅选了顾先生学术生 涯中的几个片段,结合他的优良学风进行回顾,用以表达对先生的深切怀念。天气预报业务服务:国家重大需求,永远摆在首位世纪年代初,当时气象部门面临的主要任务是要承担对国防 和国家建设有重大影响的气象保障 任务,年中央军委气象局与中 国科学院组建“联心”,顾震潮先生、陶诗言先生分别担任正、副主任,一起为抗美援朝和国防建设做出 了具有历史意义的贡献(图)。当时气象部门属于军队建制,“联心”是个营团级单位,工作和生活条件差,近 个预报员过着集体生活,睡上下铺,挤在一间小屋里,每周 只能在星期六下午回家,星期日傍晚则必须回到单位参加一周生活检讨
6、会(陶诗言,)。在紧 张的工作和艰苦的生活条件 下,顾震潮先生以孜孜不倦的精神和辛勤的劳动,以身作则鼓舞其他同志,使“联心”的工作顺利开展,期间他还写出了很多出色的文章,其中在天气月刊(当时的主要气象刊物,气象的前身)上就发表了不少(顾震潮;等)。新中国成立初期百废 待兴,人才十分缺乏,气象部门尤甚。当时面临的 问题是预报员应当怎样提高自己的技术水平,培养新生力量急不可待。“联心”通过举办全国天气预报员培训班,培养了大批预报业务骨干。顾先生认为,天气分析预报工作是气象知识丰 富的源泉,从 分 析预报业务中发现问题、钻研问题是提高技术水平最 基本和最重要的方法;多看图 年联合天气分析预报中心(左
7、起:曹恩爵,顾震潮,陶诗言),(:,)第期赵思雄 等:顾震潮先生学术思想 与高尚品格学习感悟天气图、多具体地注意客观的天气现实是天气理论乃至一切气象知识的基本工作。“如果我们不独立思考而抄袭一切教条,来歪曲东亚的特殊天气,那是不会有这种成果的。单靠一本天气学是不能解决问题的(顾震潮,)”。他甚至细化到研究怎样画好天气图上的等高线,在分析预报中,特别是在地方性天气的预报时,如何利用云状和云系的发展信息、以及云量、云离本站的距离等来制作预报(顾震潮,)。世纪年代,冬季冷空气频繁影响东亚地区。冰冻严寒对战场的军事行动构成严重考验,寒潮大雪成为关注的重点。据统计,仅 年间,顾震潮先生就先后发表了篇文章
8、,探讨寒潮 和来自西北的冷空气对天气的影响。由于当时气象属保密部门,在天气月刊上发表的文章也一般只能称“某 年某月某日及某地”,当年详细的情况不得而知,我们只能凭自己的想象去思考。但仔细琢磨,顾震潮先生在一篇文章中曾提到过 年月中旬华北及东亚的一次大范围寒潮大雪天气,此时段正是抗美援朝第二次战役在一的冰天雪地中激烈进行之时。这一联系,想必不是偶然发生的。抗美援朝停战后不久,年 我国长江流域出现持续性暴雨和严重洪涝(章淹,)。这是百年不遇的一次全流域性的暴雨洪水,给“联心”带来了很大压力。根据当时 军委命令,“联心”全体人员取消一切休假,全力以赴 投入预报服务工作。顾震潮先生作为主任,身先士卒,
9、在老先生们和年轻工作人员的共同努力下最终贏得了防汛抗洪斗争的胜利。与此同时,他还在思考着更深层次的 问题。当时,天气预报还处在大尺度天气的形势预报时期,对要素预报除寒潮降温外,其他很少触及,更不要说进行降水的定量预报了。但是顾震潮先生十分重视暴雨洪涝灾害的预报和研究。他在预报降水量 时需要考虑的几个直接因素一文(顾震潮,)中指出,影响降水量的因素包括四个:水汽的垂直分布、上升运动的大小、凝结层的厚度、凝结作用的持续时间;前三个因素 能影响降水强度,它们和第四个因素持续时间结合起来,能影响降水的总量。今天看来,这些看法都是很正确的,例如北京年的“?”大暴雨和年的“?”大暴雨(孙建华等,;赵思雄等
10、,),降水总量都很大,但前者是由于降水强度更大(即中小尺度系统更活跃),而后者是降水持续时间偏长(即大尺度系统更加稳定少动)。综上所述,顾震潮在担任“联心”主任期间,不仅通过举办培训班为各省(直辖市、自治区)培养了大批业务骨干,还亲自主持建立 天气会商制度,是我国近代天气学及天气预报业务当之 无愧的开拓者和奠基人之一(丁一汇,;)。年军委气象局改属国务院建制,军委气象局改名为中央气 象局,同时抗美援朝的气象保障军事 任 务也顺利完成。年“联心”的工作结束,顾震潮和陶诗言 等回到中国科学院地球物理研究所。世纪年代,他又受命参加我国的原 子弹、氢弹试验的气象保障工作,做出 了重要贡献(方 宗义,)
11、,是“两弹一星”的英雄。例如,年月我国第一颗原子弹成功爆炸,作为现场气象保障的把关专家,顾先生每天天不亮就赶到会商室分析气象资料,仔细推敲上游和本站的每一个观测记录。临起爆的前一天,地 面飞沙走石、天空一片昏暗,然而以顾震潮为首的一批参试的气象保障人员却果敢地做出了第二天气象条件符合试验要求的预报结论。最终,预报准确,试验取得圆满成功。他后来又多次参加“两弹一星”的试验,并两次荣立中 国人民解放军一等功。天气学理论研究:突出中国特色,绝不盲从锋面气旋模型和长波理论是世纪气象学上的两项 重大进展。前者是挪威学派的贡献,后者为芝加哥 学派所发 展。中国的科学家们没有盲目照搬,而是进行了创新和发展,
12、非常接地气,做出了独特的贡献。在“联心”期间,他和陶诗言先生一起对中 国的各种灾害天气开 展预报,如台风、寒潮、冰雹和暴雨等。他指出“要搞出东西来,就要抓住中国气象的特殊性”(顾震潮,;开拓奉献 科技楷模一书中收录的其论科学研究手稿),“我们中国必须要注意到本地的特殊天气,不能贸然 搬用”,他又说“发展中国天气的好些特点,低压在中国大 陆很不容易发展(东北除外),上游(西边)也很少深而强的天气系统进来等”。他也曾想过试用欧美的典型例子来帮助分析,但未 成功,只好搁置。在大量实践的基础上,顾震潮认为:“我国西南的预报员不会搞出锋面学说的气旋理论,因为这类气旋在那边很少”。他绝不盲从国外,很早就
13、注意到“我国西南低气压的形成”与气旋理论不同(顾震潮,),这是我们所能第卷气象见到的早期正式发表讨论西南低气压的著作。对于锋面,顾震潮先生还首次提出了“无足冷锋”的概念,突出 了中 国锋面的特点主要是冷 锋移至我国副热带地区,受潮湿季风气 流的影响造 成,因此,不宜简单地利用温度不连续来定义锋面,这对梅雨锋和华南锋面的分析研究非常重要,即使在今天也很有帮助和指示性意义(顾震潮,;)。新中国气象高空测站网的建设,使气象工作者有可能对我国天气系统进 行更深人的分 析。顾震潮先生很早注意到“西北低槽”和它对中国天气的影响(顾震潮,)。需要指出,不可将西 北低槽误解为仅是指我国西北地区的低槽 或西北低
14、涡,实际上它有非常广泛的意义,涉及到一年四季(尤其是中纬度)的天气系统。他将这种从 西伯利亚西南部和中亚细亚进人我国西北部的低槽称为“西北低槽”,同时指出严格来说这个名字略显笼统,应作补充说明。具体来讲,应将其分为两类?一类 是比较短的 比较浅的波动,另一类是比较长的比较深的波动;前者属于“短波”,而后者属于“长 波”。这些波动与我国 四季的天气都有关,如产生寒潮 和降水等,甚至进一步影响我国东部的天气。因此,西北低槽(或许有人习惯称其为长波槽、短波槽等)这类系统的演变至今仍被广泛关注和应用。顾震潮先生和他的 同事们还注意到副热 带和西风带系统,特别是阻塞高压与西太平洋副热带高压(简称副高)对
15、我国天气(尤 其是 对主雨带的位置及走向)也有重要影响。年,中国科学院地球物理所的学者们在 杂 志上相继发表了篇研究东亚大气环流特征的文章(?,;,;),使得当时国外气象界同行不得不承认新中国也有一批学 术水平达到国际前沿的科学家。虽然取得了很大的成绩,但顾震潮等绝不固步自封,一直活跃于国际学 术交流的舞台(图)。青藏高原气象学研究:团结协作,敢打硬仗顾震潮先生也注意到青藏高原对大气环流和天气有重要影响(顾震潮,)除了动力作用 外,在热力作用方面,他和叶笃正首 先提出,青藏高原虽被图 年顾震潮等 在列宁 格勒(现圣彼得堡)出席国际学术会议期间 留影(左 起:章基嘉、顾震潮、黎光 清)()(:)
16、积雪 覆盖,但从热量平衡的观点看,它在夏半年是一个热源,并影响东亚大气环流的变化和季 风的爆发(顾震潮和叶笃正,)。地形对天气有很大的影响,我国有世界上最高的高原,顾震潮先生提出:“大地形如落基山对天气有影响,影响至槽的形 成,当时已有理论研究,但是青藏高原这么大的高原,却很少有人注意”。面对这一难题,他展开研究,发表了论文西藏高原对东亚环流的影响及其重要性(顾震潮)。后来,他和他的学生周晓平还从事实分析中揭示并通过理论研究证明行星波和重力波在青藏高原北坡东移会加速而在南坡则会 减速(周晓平和顾震潮,),上述结果已为数值模拟所证实。这一研究强调了动力过程对东亚环流的重要作用,最 早揭示了地形对
17、天气、气候的重大影响。国际上,学界至今仍很重视由山脊和对流激发的重力波的动量和能量垂直通量可能使环流减慢的问题,这可能影响天气和气候模拟。世纪以来这个问题更是成为热门问题之一,越来越受到学者的关注。顾震潮先生还认为青藏高原的存在对季风有重要影响,可扩大冬季 季风在我国的影响范围(顾震潮,)。他的工作不少都收 录到了后来由中国科学院地球物理所叶笃正、顾震潮、陶诗言、杨鉴初等四位学者联合署名出版的青 藏高原气象学专著中,他对青藏高原气象学以及高原对东亚大气环流和天气影响 的研究作出 了开创性的贡献(杨鉴初等)。在中国科学院地球 物理所这样第期赵思雄等:顾震潮先生学术思想与高尚 品格学习感悟一个相互
18、支持、团结协作的集 体里,顾震潮先生等努力奋斗,取得了一批又一批的成果。图是地球 物理所部分同仁会见来访的日本学 者。年,由于气象科学发展的需要,中 国科学院决定将地球物理研究所气象研究室(第二研究室)分出,正式组建大气物理研究所,顾震潮先生被任命为首任所长。经过几十年的发展,如今,该所“已经从当初只研究天气气候扩展到几乎可以说是大气科学无所不包的所有领域”(叶笃正,)。数值天气预报:瞄准国际前沿,跻身世界前列从“联心”回到中 国科学院后,顾震潮开始考虑更长远的工作。当时数值预报“正在快速起步”(顾震潮,)。顾先生以高度的敏感性注意到这个问题,他明确指出“比年我在国外时的情况更有苗 头,这是一
19、个天气预 报的方向问题”“我们应该搞起来”。在顾先生领导下,短短两三年内我国实现了数值天气预报从无到有的跨越,这对 我国数值预报的发展是里程碑式的贡献(纪立人和廖洞贤,)。美国的业务数值预报模式是 年投人运行(,)。“顾先生在 我国还没有电子计算机的情况下,超前 做好了人才培养和数值模式发展的准备。年顾先生指导 学生,采用手算图解法发 表了 中 国第一张数值预报 做出的 小时和小时的寒潮预报图”(巢纪平,)。“由于顾先生的远见,年中 国科学院计算所开始运转电子计算机时,天气数 值预报即作为首批计算项目之一,用正压一层模式做出了 的?预报,可供中央气象台的天气会商参考”(丑纪范,)。当时数值预报
20、一直是按经典定义,被认为是初值问题。而顾震潮先生则由广大预报员 的实践,深刻地提出,“然而日常的天气预报却主要是由历史 演变,特别是最近一段时间 的天气(在过去是地面天气)变化 情况来做的”“因而数值预报也可以提成为历史 演变问题”(顾震潮,)。他的研究 揭示了这两种截然不同提法之间的联系,并论证了在一定条件下两种提法的等 值性,他的这种提法是今天称之为“四维同化”的核心思想。后来丑纪范等沿此方向,在理论上和实践上进一步深化,得到广范应用,而国外年才提出这种思想(丑纪范,)。图年日本 学者访问 中 国科学院 地球物理所时合影(右起:顾震 潮、叶 笃正、赵九章、两 位日本学者、陶诗 言、周秀骥)
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