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  叶笃正院士:洞彻气象风云       
叶笃正院士:洞彻气象风云
[ 作者:郑培明    转贴自:《中国科学报》(2014-02-21第10版印刻)    点击数:111    更新时间:2022-05-11    文章录入:admin ]

 

 

“正是叶笃正提出了进行大气化学研究的必要性,他是全球变化研究的创始人之一,他提出了许多新的科学思想,如全球变化的可预报性、气候和生态敏感带对全球变化的响应。作为国际地圈生物圈计划中国委员会的主席,他把所有与之相关的学科结合在一起,确保了全球变化研究在中国的顺利实施和开展。”

叶笃正,著名气象学家,中国现代气象学主要奠基人之一,国家最高科学技术奖获得者,世界气象组织最高奖——国际气象组织奖获得者;中国科学院院士、芬兰科学院外籍院士、美国气象学会和英国皇家气象学会荣誉会员;第六、七届全国人大常务委员会委员,中国科学院原副院长、中国科学院特邀顾问,中国气象学会原理事长、名誉理事长,中国科学院大气物理研究所原所长、名誉所长。

 

 

201310161835分,著名大气物理学家和教育家、国际著名气象学家、中科院资深院士叶笃正永远地离开了我们。

这位走过了98个春秋的世纪老人,为祖国屹立强国之林,倾尽了毕生心血。他以高瞻远瞩的睿智目光,洞彻气象风云,引领中国气象学界走在世界前沿,实现着他的豪言壮语——“让外国人来同我们接轨”。

 

博士论文享誉世界

 

叶笃正于1916221日出生在天津一个叫“聚福里”的地方。叶家是名门望族,祖上几代都曾是地方大官。叶笃正的父亲叶崇质是清朝末年的清河道道台,他给第七个儿子取名“笃正”,是崇尚《礼记·中庸》中“博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之”的古训,希望叶笃正以“求是”的精神处世行事、忠实于真理和正义。

叶笃正幼年时在家中设立的私塾读书,学习四书五经等传统文化,也学习算术。1930年,14岁的叶笃正考入天津南开中学,校训“允公允能、日新月异”启蒙了叶笃正的家国思想,使他爱上科学,立下报国之志。

1935年,叶笃正考入清华大学。在乒乓球台边,他听取学长钱三强建议,选择了气象专业。在“一二·九”和“一二·一六”反日示威学生运动中,他加入了中华民族解放先锋队,积极投身学生救亡团的工作。1937年,他赴西安做抗日宣传工作,直至1938年夏末,回到西南联合大学复学,师从李宪之和赵九章。19407月叶笃正从西南联合大学地质地理气象学系毕业后,考取了战时位于遵义的浙江大学研究生,专攻大气电学和理论气象专业,师从涂长望和王淦昌,19437月获得浙江大学硕士学位。8月,进入位于重庆北碚象庄的中央研究院气象研究所任助理研究员。秋天,通过赴美国自费留学考试。

19453月,叶笃正怀揣着“科学救国”的理想,只身一人赴美国留学。到美国后,他听取了钱伟长的建议,没有上原先选择的大学,而是进入芝加哥大学气象系读博士学位,师从近代气象学奠基人之一、美国著名气象学家罗斯贝。

20世纪30年代,国际气象研究的中心已经从北欧转到美国。以罗斯贝为首的一批国际知名气象学家在芝加哥大学成立了一个研究全球大气环流的群体,后称芝加哥学派。这个团体由一大批精英学者组成,他们在自由宽松的学术气氛中形成了独特的学术风格和精神,代表了大气科学的一个时代,特别是为现代气象学和大气动力学的发展奠定了基础。聪明睿智的叶笃正很快被邀请加入到这个研究群体之中,成为芝加哥学派中最年轻的成员。这一段幸运的经历,为叶笃正日后成为国际著名气象学家打下了坚实的基础。

1948年,叶笃正获得博士学位。

1949年,一篇博士毕业论文《大气中的能量频散》在美国《气象杂志》上发表,论文立即引起国际气象学界的高度重视,被誉为动力气象学的杰出代表作之一,至今仍被广泛应用于气象业务和科研工作中。这篇论文的作者就是年仅32岁的芝加哥大学中国学生叶笃正。

《大气中的能量频散》被国际气象学界认为是长波理论的第二个里程碑。第一个里程碑是罗斯贝提出的罗斯贝理论;第三个里程碑是英国人查尼的长波不稳定理论。这三个里程碑是构成现在关于大气波动的基础理论。直到今天,叶笃正的学生们仍然会感受到这篇论文在国际气象学界所产生的持久影响力,正像吴国雄所言:“不管到世界任何地方,只要一提到芝加哥学派,一提到芝加哥学派中的叶笃正,人们都会竖起大拇指。”

 

学成归来  报效祖国

 

叶笃正的出色成绩,引起了美国气象局的关注。那时叶笃正的工资已达年薪4250美元,在周围的同事中是最高的。美国气象局表示愿以年薪5000美元以上的优厚待遇请叶笃正到美国气象局下属的研究部工作。

恰在此时,中华人民共和国成立的喜讯,坚定了叶笃正回国效力的决心。他向罗斯贝诉说了自己的心迹:“教授,你知道,国民党政府是个腐败的政府,正是因为这个原因我才离开自己的国家来到美国。如今,这个反动政府已经被推翻,我要回去和中国人民一起建设我的祖国。”他还对罗斯贝说,“中国在气象方面非常落后,我回国之后要在中国建立‘芝加哥学派’的中国分学派,让‘芝加哥学派’在中国发展。”看着这位雄心勃勃的年轻人,罗斯贝同意了叶笃正回国的请求。为了躲过美国移民局禁止中国学生回国的阻挠,罗斯贝答应帮助叶笃正先去瑞典工作,然后取道回中国。

当叶笃正准备动身去瑞典时,得知一艘名叫威尔逊总统号的轮船要在香港靠岸,于是,1950827日,叶笃正和夫人冯慧一起登上这艘轮船,横渡太平洋,绕道香港回到了朝思暮想的祖国。在罗湖,望着载歌载舞欢迎的人群,叶笃正热泪盈眶,情不自禁地喊出了:“终于,我到家了!”

回国初期,叶笃正被任命为中国科学院地球物理研究所北京工作站主任。他满怀建设新中国的喜悦,开始了创建新中国气象事业的艰苦工作。那时中国气象研究与美国的差距很大,他带着同事们从庆祝第一幅500毫帕高空图绘制成功开始,一步一个脚印地向世界大气科学前沿迈进。

那时,地球物理研究所里有个天气组,组里有几个实力很强的人,被外界称为“叶顾陶杨四大金刚”,这“四大金刚”就是叶笃正、顾震潮、陶诗言和杨鉴初。作为组长的叶笃正把天气组领导得既团结又有活力。1957年,他们四人合作完成了一篇题为《东亚大气环流》的英文论文,在英文杂志《大地》上分三期连载。论文引起国际大气科学界的极大关注,文章内容后来经常被外国科学家引用。

叶笃正的女儿叶维明从记事起,就看到父亲下班后回到家,仍然是看书和作研究,还不时会有一些学生或同事到家里来讨论学术问题。当时,顾震潮、陶诗言和叶笃正同住一个楼,他们会在下班后又聚到家里继续业务上的交流。

叶笃正特别热爱自己的工作,一门心思扑在气象科学研究上。为了把自己想到的问题和偶尔出现的灵感捕捉下来,无论走到哪里,他都会随身携带一个小本子。他认为:“作科学研究就自然会使自己处于无穷无尽的思考状态之中,这些偶然闪现的灵感火花,往往是解决一些重大科学问题的线索。”所以,无论开会,还是走路,甚至是半夜,突然想起一个问题,叶笃正也会立即记下当时的想法。

1950年,叶笃正提出了两个为中国气象预报服务的研究课题:一个是“影响中国的是什么天气系统”,另一个是“控制中国天气的环流是怎样发生发展的”。经过8年的努力,叶笃正对此有了全面而且深入的研究成果。19588月,叶笃正和朱抱真合著的《大气环流的若干基本问题》一书出版,这本书很快在国外气象学界引起反响,这一年叶笃正42岁。

1958年,地球物理研究所正式建立研究室,其中第二研究室为天气气候研究室,叶笃正担任主任。天气气候研究室成为地球物理研究所成长最快、成绩最突出的研究室。至1965年,由于其具有深厚的学术基础和充足的人才资源,成为国内大气科学的研究中心。为此,1966年,在地球物理研究所天气气候研究室的基础上成立了大气物理研究所。但由于“文革”开始,研究工作被迫中断,直到1980年,叶笃正才正式担任大气物理研究所所长。改革开放后的大气物理研究所通过频繁参与国际学术交流活动,促进了各学科的研究进展,并在国际同仁的心目中树立起具有国际水平的大气科学研究机构的形象。

叶笃正提出的“要让外国人来同我们接轨”的豪言壮语不是一句妄言。其实,从20世纪50年代起,我国在大气环流变化方面就作出了许多国际领先的研究:叶笃正和李麦村在1957年提出的大气运动适应理论,到10年后才被西方科学家所认识;叶笃正和陶诗言揭示的东亚大气环流的突变现象,10年后才在全球其他地区被发现,并形成了一个重要的研究方向;叶笃正是最早对阻塞高压形成作出满意解释的第一位气象学家,而国外在15年后的1976年才注意到阻塞高压与北美异常天气的联系;叶笃正创立了青藏高原气象学,由于他的研究成果,国际上才接受了大地形热力作用的概念,为青藏高原气象学的建立奠定了科学基础。

19792月,叶笃正、高由禧等著《青藏高原气象学》出版,标志着气象学中一个新的分支学科“青藏高原气象学”的建立;20世纪80年代初,叶笃正开辟了全球变化科学新领域,并贡献了一系列科学思想。

2003529日,世界气象组织决定向叶笃正授予世界气象组织的最高奖——第48届国际气象组织奖,对于中国以及中国气象界来说,这是一个值得纪念的日子。世界气象组织颁发给叶笃正的奖状上写着这样的评价:“此奖确认叶笃正在基础和应用两个方面的重大贡献,包括:创立青藏高原气象学;发现大气环流突变;提出能量频散理论;开创全球变化及对可持续发展、有序人类活动和对全球变化影响适应的研究;建立中国科学院大气物理研究所;促进国际合作和该领域中许多杰出轻年科学家的培养。”

 

全球变化研究先驱

 

科学的春天,为科学家们复苏了施展才华的天地。

1984年初,世界气候研究计划公布后,美国气象学家马隆到中国访问时专程到北京看望叶笃正,并讨论了全球变化新课题。在几年前,叶笃正就提出要加强气候变化研究,马隆的来访使叶笃正敏锐地意识到全球变化问题的重要性。叶笃正、符淙斌、陈泮勤等4人立即成立了一个研究小组,在中国开展全球变化预研究。叶笃正是顶着压力干的,他曾十分感慨地说:“当时真是难啊!京剧《沙家浜》中的胡传魁说他有十几个人、七八条枪。而我呢?我才只有三四个人啊!”

1984年在加拿大渥太华召开的第一次全球变化大会上,叶笃正、符淙斌应邀作了题为《全球变化——一个全球性的多学科科学问题》的报告,率先指出了10100年的变化应当是全球变化研究中关注的重点,并讨论了气候变化和全球变化之间的区别。

1992年《联合国气候变化框架公约》确立了“共同但有区别的责任”原则。然而,一些西方发达国家不仅长期不履行应对气候变化的义务,而且把矛头指向发展中国家。在一次国际科学讨论会上,某国的一位代表提出,二氧化碳的问题各国要同样对待。叶笃正听到后站起来说:“这个不公平,全球变暖不是一两年的事情,是过去将近一百年大家排放二氧化碳的结果,也分不出来是哪个发达国家排放得更多,我们中国没有排放出多少,是你们发达国家先搞成全球变暖,现在又要大家分摊责任,这个不公平。”参加会议的科学家大多表示赞同。

叶笃正在全球变化研究方面的贡献,使得中国科学家在国际上有了更多的话语权。

2003年,在叶笃正获得第48届世界气象组织最高奖前夕,媒体掀起了对叶笃正及全球变化研究报道的热潮。“全球变暖”“温室效应”“节能减排”这些词汇逐渐被人们所熟知,以至于影响到人们的生活方式。在叶笃正以及媒体的呼吁下,人们开始逐步认识到,人类活动可以导致气候变化,而气候变化又牵制了人类活动,人类必须限制向大自然掠夺资源的行为,走可持续发展的道路。

2003年的《世界气象组织通报》说:“正是叶笃正提出了进行大气化学研究的必要性,他是全球变化研究的创始人之一,他提出了许多新的科学思想,如全球变化的可预报性、气候和生态敏感带对全球变化的响应。作为国际地圈生物圈计划中国委员会的主席,他把所有与之相关的学科结合在一起,确保了全球变化研究在中国的顺利实施和开展。”

 

历经风雨  矢志不渝

 

200619日,91岁的叶笃正从时任国家主席胡锦涛手中接过了2005年度国家最高科学技术奖证书,全场掌声雷动。此时,距叶笃正选择气象学作为他终生奋斗的事业已经过去了70多个春秋。

70多年的风雨历程,作为一个中国知识分子,除了攻克科研难关,还要经受住一次次政治磨难。用叶笃正的话说:“对我这样的‘资产阶级知识分子’来说,等着的先是‘思想改造’,接着就是‘引蛇出洞’的反‘右’斗争。这之后,就是半饱半饥地度过了三年困难时期;跟着就进入‘文化大革命’,没有想到又被打成‘美国特务’。更令人哭笑不得的是:出了牛棚,还进了一个所谓‘特务学习班’。”

“牛棚”的残酷岁月,给叶笃正留下了终生挥之不去的记忆:“牛棚里‘鬼哭狼嚎’的声音,我听见过,我也不知道红卫兵这些人,怎么变得那么残忍,他们使劲地揪被关进牛棚的人的头发,甚至头皮都被掀起来,遭受这样酷刑的人能不叫吗?能不哭吗?那真不是人喊出的声音。现在那种‘鬼哭狼嚎’的声音还经常在我脑子里面回旋,我不想听,但却挥之不去。”说到这些,95岁时的叶笃正双眼盈满悲愤的泪水。

1979年叶笃正率领中国气象学会代表团访问美国,这是1950年之后他第一次再到美国。美国同学卡普兰知道叶笃正在“文革”中受了不少磨难,就问叶笃正:“你现在很后悔当初回国了吧?”叶笃正回答他说:“不,一点也不后悔,我为祖国做了不少事,即使受些苦,我也不后悔。我如果留在美国生活会好得多,也会多写几篇水平高的论文。但生活水平不是人生唯一的方面,有比它更重要的东西。再说论文的多少也不是度量科学成就唯一的方面,我在中国培养了不少学生,肯定比留在美国所能培养的多,这也是科学成就吧。同时我和同事们一起建立了中国的大气物理所,这个所在美国也有一定声誉。在一个发展中国家建立了这个研究所,不仅对中国重要,即使对全球气象的发展来说,也是一个重要贡献,美国能给我这些发展的机会吗?”

叶笃正是科学家也是教育家,他培养了大批气象科学研究人才。他把获得的奖金都捐献给了国家,设立了“学笃风正”奖、“全球变化科学奖”等奖项,以奖励研究成绩突出的后来人。正如世界气象组织秘书长米歇尔·雅罗对叶笃正的评价:“一直以无尽的热情和善良帮助学生的叶教授,得到了他遍及世界各地的弟子们的高度尊敬和感激。”

 

(作者系原《中国科学报》主任编辑)

 

 

 

 

叶笃正写给方毅和宋健的信件摘录

 

198511月,中国气候研究委员会成立,叶笃正担任主任。他于12月给方毅、宋健写了一封信。下文为摘录:

最近我参加了联合国环境署、世界气象组织和世界科协在奥地利联合召开的一次国际会议,讨论了由于人类活动引起的大气中微量气体的增加及其引起的气候变化和其他影响。我认为这个会议非常重要。

为此建议:1.我国不少的重要地区都属气候脆弱地区,容易出现由于气候变化引起的灾难,如我国的东北地区在1985年粮食因水灾大量减产。尤其重要的是我国华北和西北是严重缺水区,如根据二氧化碳等气体的影响,未来的数十年里这一带夏季干旱出现频率再增加,则这两个地区的水源问题更加严重,将对我国工农业有重大影响。因此,必须大力加强我国未来气候变化的研究,这个课题应列入国家的重点研究项目。2.为研究数十年后全球气候变化趋势,世界气象组织和世界科协组织了联合科学小组(JSC),由12人组成,我是成员之一。经过四五年的时间制定了研究计划,应JSC建议,不少国家都成立了国家级的气候委员会。我国也于最近成立了中国气候研究委员会,由于人力和物力的缺乏,这个委员会现在处于空架子阶段,应给予大力支持,使其能尽快地制定出针对我国气候变化的研究计划。3.要解决我国气候变化问题,应研究的课题非常之广,我们的人力物力有限,只能突出几个重点,其余的则借用国外的研究,重点应放在:(1)海洋与大气的相互作用,其中的观测部分应以对我国有重大影响而其他国家又未进行观测的海域;(2)陆地与大气的相互作用,其中的观测部分应放在我国的西北,如河西走廊和华北地区,研究气候对这一带水源影响;(3)用电子计算机进行模拟研究,这需要很大的电子计算机,无这项工作很难预测二氧化碳等气体对我国未来气候的影响;(4)对已有的和将观测到的大量资料进行分析,这也需要大型的电子计算机;(5)进行我国历史气候的研究,着重近2000年的历史气候研究。4.关于全球气候的研究,世界气象组织有一个全面的规划,名为全球气候计划(WCP),下分为四个子计划:(1)全球气候记录计划;(2)全球气候研究计划;(3)全球气候应用计划;(4)全球气候影响计划。这是一个从记录、研究、应用到气候影响的比较全面的气候规划。国家气象局已向科委申请成立组成这四个子计划的委员会,建议批准。

 

 

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