在今年1月9日全國科學(xué)技術(shù)大會上,我的恩師——葉篤正院士榮獲“國家最高科學(xué)技術(shù)獎”。我作為他在20世紀60年代直接指導(dǎo)的一名研究生,衷心祝賀葉先生在他90大壽之際獲此殊榮。
葉篤正是世界著名的氣象學(xué)家,是中國現(xiàn)代大氣科學(xué)奠基人之一。他在羅斯貝波的能量頻散、大氣運動的適應(yīng)過程、東亞大氣環(huán)流變化、青藏高原對大氣環(huán)流和氣候的熱力效應(yīng)以及全球氣候變化及其適應(yīng)等研究領(lǐng)域作出了系統(tǒng)而開創(chuàng)性的貢獻。
在20世紀40年代,葉先生抱著科技報國之理念,遠渡重洋到美國芝加哥大學(xué)求學(xué),參加了以世界著名的氣象學(xué)家羅斯貝(Rossby)教授為首的研究組。作為這個“芝加哥學(xué)派”的主要成員之一,葉篤正早期在他的論文《大氣中的能量頻散》中將群速度的概念引入到大氣擾動演變的研究中。這個理論成為動力氣象中的重要經(jīng)典理論之一,迄今仍被廣泛引用。
在1950年,葉篤正先生為了祖國氣象事業(yè)的發(fā)展,放棄了美國的優(yōu)厚待遇毅然回國。當(dāng)時在大氣動力學(xué)理論的一個基本問題是:地轉(zhuǎn)平衡是如何形成的?葉篤正根據(jù)大量的觀測事實,重新深入地分析了許多科學(xué)家所提出的結(jié)果,指出大氣運動中是風(fēng)場適應(yīng)于氣壓場還是氣壓場適應(yīng)于風(fēng)場,這與初始擾動的水平尺度有關(guān)。之后,曾慶存院士在數(shù)學(xué)上嚴格地證明了這個理論。這個理論辯證地看待大氣運動中質(zhì)量場與流場之間的關(guān)系,從而大大發(fā)展了羅斯貝所提出的地轉(zhuǎn)適應(yīng)理論。
在葉先生剛回國時,我國天氣預(yù)報業(yè)務(wù)亟待發(fā)展,如何提高我國預(yù)報的準確率是當(dāng)時國家重要需求。為了改進和提高我國天氣預(yù)報的準確性,葉先生和他的學(xué)生及合作者從觀測事實和動力理論系統(tǒng)地研究了東亞大氣環(huán)流的變化特征,發(fā)現(xiàn)東亞大氣環(huán)流在6月初以突變方式從冬季環(huán)流型轉(zhuǎn)換成夏季環(huán)流型,并且發(fā)現(xiàn)這種行星尺度環(huán)流的突變將導(dǎo)致東亞夏季季風(fēng)的爆發(fā),從而創(chuàng)建了東亞大氣環(huán)流理論。
葉先生和他的合作者撰寫的《大氣環(huán)流的若干基本問題》系統(tǒng)地討論了北半球大氣環(huán)流特征和控制大氣環(huán)流變化的基本因子。此書不僅至今仍指導(dǎo)著我國關(guān)于東亞大氣環(huán)流的研究,而且是一本國際上公認的大氣環(huán)流動力學(xué)最早的著作。
青藏高原對東亞天氣和氣候甚至全球氣候都有重要作用。鑒于青藏高原對我國天氣演變的重要影響,葉篤正先生早在上世紀50年代就研究了青藏高原的動力作用對東亞大氣環(huán)流的影響。他不僅指出青藏高原使冬季西風(fēng)帶分為南北兩支急流,這兩支急流在東亞的東海岸合并成北半球最強的急流,而且發(fā)現(xiàn)青藏高原在夏季是全球一個重要熱源。美國氣象學(xué)會在《美國氣象學(xué)會通報》上是這樣評價葉先生關(guān)于青藏高原氣象研究的,“他(葉篤正)的工作是國際上第一個認識并從數(shù)學(xué)上表述青藏高原熱源效應(yīng)的研究,而在此之前主要是把高原作為動力機械強迫來看待”。
從葉篤正回國后對大氣運動地轉(zhuǎn)適應(yīng)理論的建立、東亞大氣環(huán)流理論的提出到青藏高原氣象學(xué)的創(chuàng)立,無不反映了他自主創(chuàng)新的奮斗精神。
20世紀80年代初,葉篤正先生任中國科學(xué)院副院長。在繁忙的事務(wù)中,他不僅領(lǐng)導(dǎo)著中國科學(xué)院地球科學(xué)的研究,而且還以高瞻遠矚的戰(zhàn)略胸懷開始發(fā)展一個嶄新的研究領(lǐng)域,即氣候系統(tǒng)和全球變化動力學(xué)。他不僅作為JSC—WCRP成員參與制定世界氣候研究計劃(WCRP),而且還以國際地圈—生物圈研究計劃(IGBP)專門委員會成員的身份參與制定了國際IGBP計劃。他作為WCRP和IGBP中國國家委員會主席,組織了全國關(guān)于氣候系統(tǒng)動力學(xué)和全球變化的研究。他和他的研究組在國內(nèi)和國際上對IGBP的發(fā)展,尤其是對IGBP一些新概念的提出作出了重要貢獻。
鑒于我國旱澇的嚴重性和成因的復(fù)雜性,葉篤正先生在上世紀80年代末~90年代初,率領(lǐng)全國氣候研究工作者深入研究了我國旱澇氣候災(zāi)害的形成機理,從而提出了我國長江、黃河流域旱澇氣候災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律和成因,為我國夏季汛期長江、黃河流域旱澇災(zāi)害的季度預(yù)測提供了科學(xué)依據(jù)。
綜上所述,可以看到葉篤正先生的每項研究不僅緊緊抓住我國天氣和氣候預(yù)報預(yù)測以及經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展中的重大科學(xué)問題,而且總是站在國際大氣科學(xué)和地學(xué)發(fā)展的前沿。他的每項研究總是開辟出一個新的研究領(lǐng)域,正如中國科學(xué)院原院長盧嘉錫院士所撰寫的評價“葉茂根深東亞大氣環(huán)流結(jié)碩果,學(xué)篤風(fēng)正全球變化創(chuàng)新篇”。
葉篤正先生不僅在學(xué)術(shù)上是大師風(fēng)范,而且在治學(xué)上也是我學(xué)習(xí)的楷模。他對每項研究、每篇文章總是那么認真、嚴謹,從不使用“大”字眼,他的座右銘“求實、求實、再求實,認真、認真、再認真”,這值得我永遠學(xué)習(xí)。一位有重大貢獻的科學(xué)家,首先是一個品德高尚的人。一代圣賢老子曾以“上善若水”來比喻人格的最高境界,水滋養(yǎng)萬物,從不求回報。葉篤正先生正是以此來要求自己,嚴于律己、寬以待人、實事求是、謙虛謹慎。他培養(yǎng)了一批又一批學(xué)生,這些學(xué)生今天已成長為科學(xué)家。正是葉先生所創(chuàng)立的這種精神風(fēng)貌,不斷鼓舞著大氣物理所一代一代的科研人員前進。今天,他已90高齡,但仍意氣風(fēng)發(fā)地帶領(lǐng)著我們這批學(xué)生以及學(xué)生的學(xué)生為我國大氣科學(xué)的發(fā)展而拼搏、奮斗。