■ 陶祖鈺

我和毛節(jié)泰老師都是于1956年進(jìn)入北大物理系氣象專業(yè)學(xué)習(xí)的。1959年物理系氣象專業(yè)改為地球物理系。2019年是北京大學(xué)地球物理系成立60周年，為了回顧地球系這段歷史，毛老師收集了1935—1979年《氣象學(xué)報(bào)》和《北京大學(xué)學(xué)報(bào)》上刊登的從清華氣象系到北大地球系的115篇文章（見附錄），讓我讀后寫點(diǎn)什么。通覽目錄，瀏覽部分文獻(xiàn)后，鉤起逾半個(gè)世紀(jì)的回憶。正如古語(yǔ)所說(shuō)的“溫故而知新”，感覺收獲頗多，確實(shí)有不少值得寫下來(lái)的東西。

1 螺旋式增加的論文數(shù)量

總計(jì)115篇文章中天動(dòng)專業(yè)（天氣學(xué)和動(dòng)力氣象學(xué)的簡(jiǎn)稱）65篇，大氣專業(yè)（大氣物理學(xué)的簡(jiǎn)稱）50篇，和兩個(gè)專業(yè)的教師數(shù)量比較匹配，發(fā)展比較均衡。

在時(shí)間上，1935—1949年只有4篇，可見在半殖民地半封建的社會(huì)環(huán)境中氣象科學(xué)是多么微弱。1951年激增至5篇，凸顯中華人民共和國(guó)成立初期活力的釋放。可惜僅是曇花一現(xiàn)，1952—1954只有2篇，側(cè)面反映院系調(diào)整、政治運(yùn)動(dòng)，包括戰(zhàn)爭(zhēng)（抗美援朝）等對(duì)學(xué)術(shù)活動(dòng)的影響。

1955年轉(zhuǎn)入建設(shè)時(shí)期，在向科學(xué)進(jìn)軍的口號(hào)下，論文數(shù)再次增至6篇，1957年達(dá)到高峰9篇。但1957年和1958年論文數(shù)又迅速降至2篇。1959年雖然短暫恢復(fù)至最高數(shù)量9篇，但1960和1961年又降到幾乎為零。雖然與1959—1961年三年困難時(shí)期（饑餓）有關(guān)，更可能和政治運(yùn)動(dòng)有關(guān)。1962年后學(xué)術(shù)研究再度活躍，1963年達(dá)到歷史的最高峰17篇。后面將提到的李其琛和謝義炳等兩篇領(lǐng)先世界的論文也都發(fā)表于這一年。我們56級(jí)是第一個(gè)6年制的年級(jí)，1962年上半年畢業(yè)論文時(shí)間充裕，人數(shù)又多，學(xué)生成為老師們科研的得力助手，對(duì)1963年的論文高峰也有重要貢獻(xiàn)。后來(lái)的很多論文中都能看到56級(jí)同學(xué)的名字。

1966—1977年國(guó)民經(jīng)濟(jì)幾近崩潰，導(dǎo)致12年總共只有2篇論文。1978和1979年，論文數(shù)又迅速恢復(fù)到7篇和12篇。

總之，1935—1979年的45年間，論文數(shù)量呈現(xiàn)巨大的擺動(dòng)和螺旋式變化。

2 黃廈千（1936，1937）：清華氣象臺(tái)首任臺(tái)長(zhǎng)和氣象風(fēng)箏

如果說(shuō)北大氣象專業(yè)源于清華氣象臺(tái)，那么黃廈千很可能就是北大氣象專業(yè)的創(chuàng)始人。1929年黃廈千被派至北平接收北平氣象臺(tái)。該臺(tái)是氣象研究所的直轄臺(tái)，不同于現(xiàn)在的市氣象臺(tái)，并不承擔(dān)每天向公眾發(fā)布天氣預(yù)報(bào)的任務(wù)。同年應(yīng)聘任清華大學(xué)氣象專業(yè)教員、清華氣象臺(tái)首任臺(tái)長(zhǎng)，并同時(shí)兼任氣象研究所特邀研究員。清華氣象臺(tái)就是在他主持下建成的（1931年）。黃廈千1934年赴美國(guó)加州理工學(xué)院學(xué)習(xí)，回國(guó)后任“中央氣象局”首任局長(zhǎng)（1941—1943年），后因違規(guī)被檢舉揭發(fā)而離職。

黃廈千的一個(gè)重要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)是1932—1934年在清華期間施放了不下90次的德制氣象風(fēng)箏，開展高空觀測(cè)并從中歸納出華北上空全年氣團(tuán)的基本類型，形成了《華北氣團(tuán)之幾種范式》（1936）。為什么是風(fēng)箏，而不是氣球？因?yàn)檫@些氣象風(fēng)箏原屬于1927—1930年中國(guó)西北科學(xué)考察隊(duì)。施放氣球需要?dú)錃?，不適合在西北荒漠地區(qū)使用。考察結(jié)束后剩余的氣象風(fēng)箏都賣給了清華氣象臺(tái)。

3 李憲之（1935）：大氣環(huán)流的推薦

115篇論文的第一篇是李憲之的《大氣之週流》，即大氣環(huán)流。此文很短，主要介紹歐洲氣象學(xué)家的三圈環(huán)流模型。精彩之處是，在只有地面圖沒有高空?qǐng)D的年代，李憲之將引起日常天氣變化的氣旋和反氣旋的垂直環(huán)流結(jié)構(gòu)與三圈環(huán)流模型結(jié)合起來(lái)，繪出了一張大氣環(huán)流和天氣擾動(dòng)相結(jié)合的立體模型圖（圖1）。其中既有緯向垂直剖面，又有經(jīng)向垂直剖面；既有水平環(huán)流，又有垂直環(huán)流。李憲之的這篇開山之作，開創(chuàng)了北大氣象專業(yè)宏大的學(xué)術(shù)視野和三維空間思維的優(yōu)秀學(xué)術(shù)傳統(tǒng)。沒有大氣環(huán)流視野的研究，有成為井底之蛙的危險(xiǎn)；沒有三維空間的思維，有可能成為瞎子摸象。

圖1 李憲之論文中給出的大氣環(huán)流圖

4 謝義炳（1951）：科學(xué)的懷疑

懷疑，是科學(xué)的生命力所在；沒有懷疑，科學(xué)就成為僵尸。1951年謝義炳回國(guó)后首次發(fā)表的兩篇論文（短論），《高空注流強(qiáng)度的變化》和《冬季西太平洋及東亞大陸北部上空的溫度場(chǎng)及流場(chǎng)》。文章都很短，但特色鮮明，即：大膽懷疑。文中的高空注流，現(xiàn)稱高空急流，是大氣環(huán)流的重要成員。謝義炳在文中懷疑高空急流強(qiáng)度不變的假設(shè)，更質(zhì)疑高空急流是水平混合所致的結(jié)論。他指出急流的變化是大氣質(zhì)量的分布、垂直運(yùn)動(dòng)以及與之相關(guān)聯(lián)的能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果。

對(duì)急流機(jī)理的質(zhì)疑實(shí)質(zhì)上是運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)之爭(zhēng)?；旌侠碚撝皇莿?dòng)能的再分布，沒有回答動(dòng)能的來(lái)源（能量的轉(zhuǎn)換）。動(dòng)力學(xué)，才是尋找急流變化和發(fā)展機(jī)理的出發(fā)點(diǎn)，也就是“力”。謝義炳的質(zhì)疑在今天仍有現(xiàn)實(shí)意義，如氣象界流行的“合并”“動(dòng)量下傳”等詞匯和理論都是流于表面現(xiàn)象的說(shuō)法。謝義炳的質(zhì)疑顯示了一個(gè)剛回國(guó)不久的年輕科學(xué)家（時(shí)年34歲）開創(chuàng)未來(lái)的雄心壯志。

謝義炳和陳文琦撰寫的1955年“北京大學(xué)五四科學(xué)討論會(huì)氣象分會(huì)討論會(huì)”紀(jì)要，詳細(xì)記錄了討論會(huì)上各種意見的爭(zhēng)鳴，也是一個(gè)很有代表性的事例。

謝義炳從動(dòng)力學(xué)角度刨根問(wèn)底的科學(xué)精神，源自芝加哥大學(xué)和他的導(dǎo)師羅斯貝。它是北大氣象專業(yè)“科學(xué)的懷疑”這一優(yōu)良傳統(tǒng)的直接源頭。比如，1957年《氣象學(xué)報(bào)》刊登了嚴(yán)開偉的兩篇短文，對(duì)仇永炎在鋒生函數(shù)計(jì)算和根據(jù)等熵面坡度計(jì)算空氣垂直運(yùn)動(dòng)的計(jì)算提出了不同意見，并得到了仇永炎的正面回應(yīng)。1979年陳家宜（53級(jí)，首屆5年制本科）《對(duì)“近地層大氣湍流混合的規(guī)律性”一文的意見》則反映了科學(xué)精神在新一代北大教師中得到傳承。

又如，濮培民《大氣邊界層物理》一文（1963），不僅相當(dāng)全面地總結(jié)了這本蘇聯(lián)教科書在理論的系統(tǒng)性和實(shí)踐的應(yīng)用性方面的優(yōu)點(diǎn)，也實(shí)事求是地指出了該書的不足。這種實(shí)事求是的科學(xué)精神在當(dāng)前的書籍推介中應(yīng)該得到傳承。

5 仇永炎（1952）：最早得出北方暴雨與熱帶天氣系統(tǒng)有關(guān)的結(jié)論

某年8月1—3日，華北普降暴雨，清華氣象臺(tái)記錄到24 h雨量達(dá)163.9 mm的大暴雨。時(shí)值抗美援朝戰(zhàn)爭(zhēng)期間，氣象資料屬于保密范圍，故一律使用“某年”。論文《夏季西太平洋及東亞熱帶波動(dòng)的運(yùn)行及結(jié)構(gòu)》（1952）是仇永炎對(duì)此例的研究，結(jié)論是熱帶波動(dòng)北上造成了華北暴雨。后來(lái)發(fā)生的歷次北方特大暴雨，如1963年8月河北特大暴雨、1975年8月河南特大暴雨等，一再證明仇永炎論斷的正確?，F(xiàn)在大家熟知的“七下八上”北方大暴雨是高低緯度系統(tǒng)相互作用的觀點(diǎn)，其源頭可追溯到仇永炎的這篇論文。這篇文章是仇永炎天天在氣象臺(tái)分析天氣圖的產(chǎn)物，更是他科學(xué)敏感性的體現(xiàn)。曾慶存在回憶錄中講了多個(gè)當(dāng)年仇永炎老師在課堂上密切聯(lián)系中國(guó)天氣實(shí)際大膽思考的故事。

仇永炎1962年的《地轉(zhuǎn)渦度尺》一文也是一篇很有歷史特色的文章。在沒有計(jì)算機(jī)可使用的年代，計(jì)算尺是提高計(jì)算效率的常用辦法。仇永炎為了計(jì)算天氣圖上的地轉(zhuǎn)風(fēng)渦度，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)專用計(jì)算尺。這種腳踏實(shí)地孜孜以求的精神貫串仇永炎的一生，到晚年還不畏艱難學(xué)會(huì)了在計(jì)算中心上機(jī)計(jì)算，在同齡人中絕無(wú)僅有，非常令人感動(dòng)。

6 嚴(yán)開偉（1955）：對(duì)垂直速度的嚴(yán)謹(jǐn)推斷

大氣的垂直運(yùn)動(dòng)決定天氣的好壞，但垂直速度非常小，直接測(cè)量幾乎不可能。嚴(yán)開偉利用氣球?qū)嶋H升速和理論升速之差推斷大氣垂直速度的論文《根據(jù)廣州上空氣球升速與大氣層結(jié)構(gòu)之關(guān)系推斷大氣垂直運(yùn)動(dòng)》（1955）詳盡給出了“推斷”的科學(xué)依據(jù)，特別是對(duì)氣球升速的觀測(cè)誤差的來(lái)源所做的詳盡分析，其嚴(yán)謹(jǐn)性堪稱典范。由此推斷出來(lái)的垂直速度令人不得不信服。

我們這些曾經(jīng)聽過(guò)他講課的年輕學(xué)生，對(duì)嚴(yán)開偉老師的嚴(yán)謹(jǐn)性一點(diǎn)印象也沒有。相反，廣為流傳的笑話大家卻都記得，嚴(yán)開偉老師寫錯(cuò)別字，“烏”“鳥”不分。今讀此文，對(duì)年輕時(shí)的愚鈍深感愧疚。這件事或許從側(cè)面反映了嚴(yán)開偉老師樸實(shí)無(wú)華的個(gè)性。

這篇論文還為我找到了一個(gè)重要問(wèn)題的答案，即以英國(guó)氣象學(xué)家Dines命名的達(dá)因大氣質(zhì)量補(bǔ)償原理為什么是在20世紀(jì)初的氣球觀測(cè)中獲得的。

類似的論文還有1956年李其琛發(fā)表的《對(duì)蘇聯(lián)札依齊柯夫用梳齒式無(wú)線電探空儀測(cè)量自由大氣垂直運(yùn)動(dòng)方法的改進(jìn)意見》。李其琛是1954年畢業(yè)留校的氣象專修科學(xué)生。這篇由剛畢業(yè)兩年的助教撰寫的論文所展現(xiàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，可以推斷是從嚴(yán)開偉老師那里得到的。當(dāng)時(shí)的氣象專業(yè)，謝義炳是天氣動(dòng)力學(xué)方面的帶頭人，嚴(yán)開偉是大氣物理學(xué)方面的帶頭人。嚴(yán)開偉和李其琛的嚴(yán)謹(jǐn)性很可能不僅僅體現(xiàn)在科學(xué)研究上，或許也是他們倆對(duì)待生活的態(tài)度。

7 李其琛（1962）：天才的雷達(dá)氣象方程

關(guān)于開創(chuàng)性的雷達(dá)氣象方程的國(guó)際影響力的故事早已聽說(shuō)，今天一睹原文，深被李其琛的天才折服。從1952年考入北大到1962年發(fā)表這篇論文，李其琛當(dāng)時(shí)大致相當(dāng)于現(xiàn)在博士剛剛畢業(yè)的狀態(tài)?！对坪陀甑南喔缮⑸渑c雷達(dá)氣象方程》，無(wú)論是在提出問(wèn)題的立意、物理模型的設(shè)計(jì)，還是數(shù)學(xué)推導(dǎo)的嚴(yán)密都可稱典范，值得全系每位師生閱讀。要在學(xué)術(shù)界不是跟隨而是領(lǐng)跑，就須向李其琛學(xué)習(xí)。

李其琛在致謝中特別感謝趙柏林對(duì)他的指導(dǎo)和幫助。后者是留學(xué)蘇聯(lián)的博士，文中引用的參考文獻(xiàn)也有一半是俄文。蘇聯(lián)的科學(xué)研究以嚴(yán)謹(jǐn)和深刻著稱。20世紀(jì)50年代初，中國(guó)全面學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，加上從歐美回國(guó)的科學(xué)家，使李其琛等中國(guó)自己培養(yǎng)的第一代青年科學(xué)家能博采歐美和蘇聯(lián)的眾長(zhǎng)。記得我們這批20世紀(jì)60年代留校的助教，在已經(jīng)學(xué)過(guò)第一、第二外語(yǔ)（英語(yǔ)和俄語(yǔ)）的基礎(chǔ)上，自學(xué)或進(jìn)修日語(yǔ)、德語(yǔ)、法語(yǔ)的積極性都很高?？梢姰?dāng)時(shí)的國(guó)際視野之廣闊。

李其琛（1963）的《大氣折射率起伏對(duì)雷達(dá)波的散射》也與吸收蘇聯(lián)科學(xué)傳統(tǒng)有關(guān)?，F(xiàn)在普遍應(yīng)用的風(fēng)廓線雷達(dá)原理也是這篇文章奠定的。文中對(duì)晴空回波機(jī)理的系統(tǒng)性分析對(duì)今天仍有指導(dǎo)意義。文中對(duì)“仙波”（也稱“鬼波”）機(jī)理所做的分析，遠(yuǎn)比現(xiàn)在流行的源自美國(guó)學(xué)者的昆蟲回波假設(shè)更科學(xué)。

據(jù)李其琛的同學(xué)、室友和同事陳受鈞講，李其琛自己最欣賞的文章卻是《雷暴活動(dòng)所引起的地球大氣電場(chǎng)分布問(wèn)題》（1966），這篇文章的發(fā)表曾經(jīng)有過(guò)周折，但文章中的確有天才火花的閃耀，值得今天細(xì)讀。

8 謝義炳和陳受鈞（1963）：臺(tái)風(fēng)和低頻震蕩——半個(gè)世紀(jì)后的發(fā)光

與李其琛類似的開創(chuàng)性工作是謝義炳和陳受鈞于1963年發(fā)表的《東南亞基本氣流與臺(tái)風(fēng)發(fā)生的一些事實(shí)的統(tǒng)計(jì)與分析》。最近美國(guó)氣象學(xué)會(huì)會(huì)刊刊登了一篇名為《1963年中文期刊刊登的一篇論熱帶季節(jié)內(nèi)振蕩的論文》（2018）的論文。此文的作者都是華人學(xué)者，第一作者是夏威夷大學(xué)的李天明，其他6位來(lái)自美國(guó)海軍研究院、NOAA太平洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室、馬里蘭大學(xué)以及臺(tái)灣大學(xué)。文章指出，謝義炳和陳受鈞研究報(bào)告中揭示的亞洲季風(fēng)區(qū)40～50 d振蕩，比Madden和Julian（1971）的發(fā)現(xiàn)早了8年，而后者被命名為Madden-Julian Oscilation（MJO）。

同時(shí)，李天明等還指出寫此文的目的是要證明謝義炳和陳受鈞發(fā)現(xiàn)的季內(nèi)振蕩與臺(tái)風(fēng)的關(guān)系，比國(guó)外發(fā)現(xiàn)的MJO相態(tài)和臺(tái)風(fēng)發(fā)生之間的相關(guān)性早了30多年。該文用50多年后更完整的數(shù)據(jù)和更客觀定量的分析方法，用科學(xué)事實(shí)證明1963年謝義炳和陳受鈞工作的開創(chuàng)性。

謝義炳和陳受鈞的開創(chuàng)性工作直到半個(gè)世紀(jì)后的2018年才被重新確認(rèn)。歷史再次證明，是金子總會(huì)發(fā)光的真理。陳受鈞和李其琛是1952年因國(guó)家急需氣象人才而開設(shè)的二年制專修科同班同學(xué)。謝義炳曾回憶他是如何動(dòng)員一部分新生放棄本科改讀?？?，并親任班主任。很多?？瓢嗟漠厴I(yè)生都談到謝義炳一生關(guān)注、關(guān)懷專科班學(xué)生的感人事跡。歷史也再次證明，國(guó)家和社會(huì)的需求是學(xué)科和人才成長(zhǎng)的根本動(dòng)力。

9 陳秋士（1963）：解答地轉(zhuǎn)適應(yīng)理論從二維到三維的難題

陳秋士和李其琛、陳受鈞同為52級(jí)，但陳秋士是四年制的本科。地球在不停地自轉(zhuǎn)，高空大氣西風(fēng)帶的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)平衡特征及波與渦旋的形態(tài)，都與地球自轉(zhuǎn)密切相關(guān)。地轉(zhuǎn)適應(yīng)理論是羅斯貝提出的基本理論問(wèn)題。其本質(zhì)是大氣質(zhì)量場(chǎng)（即氣壓場(chǎng)）和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)（即風(fēng)場(chǎng)）之間的適應(yīng)。大尺度系統(tǒng)，是風(fēng)場(chǎng)向氣壓場(chǎng)適應(yīng)；中小尺度，是氣壓場(chǎng)向風(fēng)場(chǎng)適應(yīng)。一般的適應(yīng)理論都只能討論二維的地轉(zhuǎn)風(fēng)平衡的實(shí)現(xiàn)或維持。但地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度改變，如何解釋不同高度的風(fēng)會(huì)同時(shí)地轉(zhuǎn)適應(yīng)，是一個(gè)理論難題。

陳秋士（1963）的《簡(jiǎn)單斜壓大氣中熱成風(fēng)的建立和破壞》一文就是對(duì)三維適應(yīng)問(wèn)題的回答，因?yàn)闊岢娠L(fēng)就是地轉(zhuǎn)風(fēng)隨高度的變化。陳秋士的熱成風(fēng)適應(yīng)理論與以ω方程為核心的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)適應(yīng)理論（今天常稱為QG理論）在本質(zhì)上是相同的。后者在Holton于1972年出版的《動(dòng)力氣象學(xué)引論》中第一次對(duì)斜壓擾動(dòng)高低空相配合的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)變化做了系統(tǒng)闡述。

陳秋士是謝義炳的研究生。重視基礎(chǔ)理論問(wèn)題，也是北大的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)之一。

10 淡出視野的中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)

在天氣預(yù)報(bào)水平普遍不高的年代，中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)的研究反而比現(xiàn)在更受重視。在115篇論文中有不少大氣環(huán)流變化規(guī)律的研究，如西風(fēng)指數(shù)循環(huán)、北半球波譜分析和周期分析、季節(jié)變化和季節(jié)突變等。目的都是為了尋找中長(zhǎng)期天氣變化的規(guī)律和中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)的方法，特別是梅雨、寒潮、旱澇等與國(guó)計(jì)民生密切相關(guān)的重大氣象災(zāi)害的預(yù)報(bào)問(wèn)題。最具代表性的是王紹武發(fā)表于《氣象學(xué)報(bào)》的《北半球500毫巴月平均環(huán)流特征及演變規(guī)律的研究——西風(fēng)指數(shù)》（1963）、《北半球500毫巴月平均環(huán)流特征及演變規(guī)律的研究——超長(zhǎng)波》（1964）及《近90年大氣環(huán)流的振動(dòng)》（1964）。謝義炳1959年的《關(guān)于長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)的一些意見》一文對(duì)長(zhǎng)期預(yù)報(bào)做了系統(tǒng)的分析。陳受鈞1962年的《大型天氣轉(zhuǎn)變過(guò)程中北半球波譜的分析》一文也是這方面工作的一個(gè)代表。

但是，實(shí)際上大氣中的振動(dòng)、周期、波、循環(huán)等都很不嚴(yán)格。例如西風(fēng)指數(shù)循環(huán)最短只有15 d，最長(zhǎng)可到七八十天。根據(jù)如此變化不定的周期來(lái)做預(yù)報(bào)當(dāng)然是不可能的。人們最關(guān)心的梅雨也是如此，平均是6月下旬到7月上旬，但年年不同。最早在5月下旬入梅。出梅也同樣年際變化巨大，以致被稱為二度梅。更有甚者，有的年份沒有梅雨被稱為空梅。梅雨期預(yù)報(bào)，過(guò)去是中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)會(huì)商的重點(diǎn)，但預(yù)報(bào)效果卻難以確定。所以梅雨預(yù)報(bào)現(xiàn)在已很少提及。當(dāng)然，梅雨作為一個(gè)氣候概念還是有其科學(xué)價(jià)值的。

剛留校時(shí)給我安排的科研方向是中期天氣過(guò)程，也叫作大型環(huán)流過(guò)程，以示與一般“槽來(lái)脊去”的天氣過(guò)程相區(qū)別。最初兩年曾經(jīng)花了很多時(shí)間設(shè)計(jì)和計(jì)算各式各樣的西風(fēng)指數(shù)。最后也沒找到一種可用來(lái)做預(yù)報(bào)的指數(shù)循環(huán)規(guī)律。

現(xiàn)在有了數(shù)值模式，上述這類工作已基本上很少再有人注意。究其原因，季節(jié)變化、循環(huán)周期等都是統(tǒng)計(jì)意義上的現(xiàn)象，而中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)要求的是確定性預(yù)報(bào)。二者無(wú)法調(diào)和。當(dāng)然，如果把中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)理解為概率預(yù)報(bào)，這個(gè)矛盾就不存在了。記得20世紀(jì)80年代末曾經(jīng)請(qǐng)王紹武把他根據(jù)氣候變暖趨勢(shì)制作的一張未來(lái)10～20年中國(guó)旱澇長(zhǎng)期趨勢(shì)的預(yù)報(bào)曲線張貼在預(yù)報(bào)臺(tái)。他對(duì)我解釋說(shuō)，雖然曲線是逐年的預(yù)報(bào)，但它表示未來(lái)10年內(nèi)澇年偏多，或某年澇的概率偏大。幾十年過(guò)去了，90年代發(fā)生了多次大范圍的嚴(yán)重洪澇，如1991年、1996年和1998年等，的確概率偏大，證明王紹武的氣候趨勢(shì)預(yù)測(cè)是正確的。

11 圓盤實(shí)驗(yàn)

被地球引力吸附在地球表面的大氣層無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室里復(fù)制。用中間冷卻四周加熱的旋轉(zhuǎn)圓盤中的液體代表大氣是一種近似的實(shí)驗(yàn)方法。圓盤實(shí)驗(yàn)雖然沒有β效應(yīng)，但照樣可以復(fù)制出與西風(fēng)帶長(zhǎng)波類似的波狀流型，所以曾經(jīng)紅極一時(shí)。北大和中科院大氣物理研究所都仿效芝加哥大學(xué)建立了圓盤實(shí)驗(yàn)室。圓盤實(shí)驗(yàn)的成果——《軸對(duì)稱加熱條件下圓盤實(shí)驗(yàn)中波的轉(zhuǎn)變過(guò)程的初步分析》（付克莊，1979）——直到“文化大革命”結(jié)束后才刊出。由于實(shí)驗(yàn)中模擬出了流型的轉(zhuǎn)變（3波和4波之間的轉(zhuǎn)變），所以被認(rèn)為實(shí)驗(yàn)獲得了重大的成果。在實(shí)際大氣中，北半球西風(fēng)帶波數(shù)的變化常和劇烈的天氣變化相聯(lián)系，如寒潮。無(wú)須多言，圓盤實(shí)驗(yàn)也已成為消失的過(guò)去。重提此事，目的是為說(shuō)明在歷史的長(zhǎng)河中，有很多東西會(huì)消失，無(wú)論它當(dāng)時(shí)看起來(lái)是多么高大、先進(jìn)。

當(dāng)年的圓盤實(shí)驗(yàn)室位于物理樓北樓一層。我在五年級(jí)寫學(xué)年論文《大氣環(huán)流問(wèn)題的讀書報(bào)告》時(shí)，曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室待過(guò)一學(xué)期。當(dāng)時(shí)正值三年困難時(shí)期，為了減少能量的消耗，許多活動(dòng)都停止了，十分冷清。一個(gè)人在實(shí)驗(yàn)室看書，寫了很多筆記，可惜現(xiàn)在全不記得了。

12 趙柏林（1978）：援越抗美的無(wú)球探空

“文化大革命”期間，趙柏林主持研究的無(wú)球探空，是指用地基微波遙感代替氣球探測(cè)大氣溫度層結(jié)。任務(wù)來(lái)源于越戰(zhàn)期間，為避免隱藏在叢林中的中國(guó)空軍機(jī)場(chǎng)因施放探空氣球而被美軍發(fā)現(xiàn)，空軍提出能不能發(fā)明一種不需施放氣球的探空方法。

這項(xiàng)研究成果——《遙感大氣溫度層結(jié)的微波輻射計(jì)之特點(diǎn)》——也是到“文化大革命”結(jié)束后的1978年，才在《北京大學(xué)學(xué)報(bào)》上發(fā)表。參與研制的還有大華儀器廠和上海氣象儀器廠，具有產(chǎn)學(xué)研結(jié)合特點(diǎn)。軍事需求，使無(wú)球探空成為“文革”中能夠進(jìn)行的極少數(shù)科研項(xiàng)目之一。

同年發(fā)表的《微波遙感云天大氣層結(jié)》，是對(duì)多波段微波遙感可行性的理論分析，預(yù)見了微波遙感應(yīng)用的廣闊前景?，F(xiàn)在，多波段微波遙感，已成為衛(wèi)星探測(cè)中最重要的手段，并在數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、氣候模擬和大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中都有舉足輕重的作用?？茖W(xué)史上，戰(zhàn)爭(zhēng)是科學(xué)的巨大推動(dòng)力的例子舉不勝舉。這種狀態(tài)至今未變。這既是科學(xué)的悲哀，也是人類的悲哀。

13 謝義炳（1978）：北方暴雨——一個(gè)新階段的開始

旱澇災(zāi)害是中華民族幾千年歷史上最關(guān)心的自然災(zāi)害。謝義炳從碩士研究論文《清代水旱災(zāi)之周期研究》（1943，導(dǎo)師涂長(zhǎng)望）開始就關(guān)注中國(guó)降水問(wèn)題。涂長(zhǎng)望是九三學(xué)社創(chuàng)始人之一，中華人民共和國(guó)的第一任氣象局局長(zhǎng)。留英時(shí)是留學(xué)生組織“反帝救亡大同盟”成員，曾在英國(guó)參加第三國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)的秘密活動(dòng)。涂長(zhǎng)望關(guān)心國(guó)家和民生的傳統(tǒng)傳給了謝義炳。1954年長(zhǎng)江和淮河特大暴雨洪澇災(zāi)害后，降水問(wèn)題更成為謝義炳研究的重點(diǎn)，如《中國(guó)夏半年幾種降水天氣系統(tǒng)的分析研究》（1956）、《十年來(lái)我國(guó)降水問(wèn)題的研究工作》（1959）。

在《中國(guó)東部地區(qū)夏季水汽輸送個(gè)例計(jì)算》（1959）中，謝義炳對(duì)降水預(yù)報(bào)研究做了系統(tǒng)性思考，其中水汽的內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)觀點(diǎn)至今仍有非常重要的指導(dǎo)意義。謝義炳的預(yù)報(bào)思路和目前廣泛流行的思路“孟加拉灣水汽”有很大不同。在實(shí)習(xí)臺(tái)討論天氣時(shí)，謝義炳經(jīng)常強(qiáng)調(diào)華南和長(zhǎng)江流域濕熱的稻田農(nóng)耕區(qū)是北方暴雨的水汽源地。

1978年，謝義炳的一篇論文《動(dòng)力分析及其在天氣預(yù)報(bào)中的應(yīng)用》（《北京大學(xué)學(xué)報(bào)》）重點(diǎn)介紹1976年3月受“華北、東北、西北氣象科學(xué)研究合作會(huì)議”委托，成立“75·8”暴雨北京會(huì)戰(zhàn)組，對(duì)河南特大暴雨的動(dòng)力學(xué)分析。文中系統(tǒng)闡述了動(dòng)力學(xué)診斷分析的意義、起源和它的正確含意。強(qiáng)調(diào)通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值求解ω方程的各個(gè)強(qiáng)迫項(xiàng)以獲得各天氣成因貢獻(xiàn)大小的確定性結(jié)論的重要性。

1976年開始的一波北方暴雨研究高潮，直到1992年《北方暴雨叢書》出版才告結(jié)束，前后持續(xù)了近17年。謝義炳突出強(qiáng)調(diào)潛熱反饋?zhàn)饔玫臐裥眽禾鞖鈩?dòng)力學(xué)理論就產(chǎn)生在這個(gè)階段。謝義炳曾經(jīng)提到，斜壓理論是運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和質(zhì)量場(chǎng)之間的地轉(zhuǎn)平衡理論，而濕斜壓理論是在溫度之外再增加一個(gè)變量——濕度場(chǎng)。它是包括水汽潛熱在內(nèi)的濕能量平衡理論。所以，這是一個(gè)新階段的開始。當(dāng)代非靜力數(shù)值模式的應(yīng)用，無(wú)不顯示出潛熱反饋在濕對(duì)流過(guò)程中的重要性。早在1959年，謝義炳在《天氣學(xué)基礎(chǔ)》一書中關(guān)于平衡的一段話是理解濕斜壓理論的關(guān)鍵。他說(shuō)，平衡不是絕對(duì)的，是動(dòng)態(tài)的平衡。天氣過(guò)程的本質(zhì)就是由一種準(zhǔn)平衡狀態(tài)過(guò)渡到另一種準(zhǔn)平衡狀態(tài)。

回想起來(lái)，1985年謝義炳派我去英國(guó)雷丁大學(xué)氣象系做訪問(wèn)學(xué)者可能是希望我跟隨系主任Pearce教授做診斷分析研究，因?yàn)镻earce教授任英國(guó)氣象學(xué)會(huì)主席的就職報(bào)告主題就是倡導(dǎo)診斷分析?？上М?dāng)時(shí)我還沒有學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程，不能從事診斷計(jì)算，沒有實(shí)現(xiàn)謝義炳老師的希望。

14 結(jié)束語(yǔ)

辯證法認(rèn)為，一切事物都是螺旋式發(fā)展，不可能是直線前進(jìn)的，總有曲折，需要不斷調(diào)整。就像大氣中的適應(yīng)過(guò)程一樣，平衡不斷被破壞，又不斷重建。人能做的，僅限于不要讓曲折太大，更要避免崩潰。

歷史長(zhǎng)河，大浪淘沙。百篇早年氣象文獻(xiàn)只是時(shí)間長(zhǎng)河中很短的一段。最后借用陶淵明詩(shī)作為結(jié)束：

縱浪大化中，

不喜亦不懼。

應(yīng)盡便須盡，

無(wú)復(fù)獨(dú)多慮。

深入閱讀

陳學(xué)溶, 2012. 我所知道的黃廈千博士. 中國(guó)科技史雜志, 33(3):366-370.

Lewis J M. 2014. 卡爾·古斯塔夫·羅斯貝：對(duì)其導(dǎo)師制的研究. 尹仔鋒,譯. 氣象科技進(jìn)展, 4(6): 95-105

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曾慶存, 2011. 仇永炎教授的治學(xué)和教育風(fēng)范與對(duì)學(xué)生的關(guān)懷//北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系. 勤勤懇懇教書育人——紀(jì)念著名氣象學(xué)家仇永炎教授. 北京:氣象出版社.

Li T, Wang L, Peng M, et al, 2018. A Paper on the Tropical Intraseasonal Oscillation Published in 1963 in a Chinese Journal. Bulletin of the American Meteorological Society:BAMS-D-17-0216.1.

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附錄：毛節(jié)泰老師收集的115篇論文的主要作者、發(fā)表年和題目