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谢义炳先生是我国著名气象学家、中国现代大气科学奠基人之一。今年是谢先生诞辰100周年,近日,北京大学物理学院大气与海洋科学系举办了隆重的纪念活动。中国工程院丁一汇院士撰文回顾了谢先生的学术成就,北京大学刘式达教授则追忆了谢先生对北大大气科学学科的卓越贡献,谢先生的学生、同事、好友、亲属等也纷纷追思其教书育人的大师风采。
中国工程院院士丁一汇:谢义炳的学术成就及影响
谢义炳先生不但在教育方面成就很大,在气象科学研究方面的成就也十分突出。他不但影响了同时代人的气象科学研究,也影响了以后相当长时期的气象科学研究方向与学术活动。谢先生的研究活动极富创造性。他1950年回国后,一心要创立东亚学派,使中国的气象科学研究于世界民族之林,并为此做出终生不懈的努力。他从不迷信国外权威,持走自己的路,拿出中国自己的东西来,解决中国自己的问题。
谢先生的科研领域十分广泛。他坚持以影响我国最大的灾害性天气、气候为主题,包括冷涡、切变线、东亚急流与锋区、暴雨、台风、东亚季风、大气环流等。同时,他在理论上也有重要贡献,包括正压、斜压不稳定、大气环流的指数循环与振动、湿空气动力学等。我们现在纪念他,不仅仅是回顾他的具体成就,更重要的是发扬他在科学研究中善于发现和探索新现象、新事实,并以此建立新理论的理论联系实际科研精神。
谢义炳。
我个人认为,他在五个方面取得了对后人有重要影响的创新性成果:
第一,他揭示了中国暖锋不显著的原因与东亚多层锋区的结构,并指出,中国的暖锋主要不产生降水,但暖锋如果到达季风区,也可产生突然小范围的槽后降水。暖锋后的暖空气是来自西北内陆的热低压,其上有下沉的暖空气,而暖锋前的冷空气使地面强大的冷高压下沉,绝热和辐射加热强,变性很大,因而地面暖锋不明显,天气仍是晴朗无云。东亚锋面和急流的结构明显不同于西半球的北美地区。他发现亚洲“热带锋”和相关连的副热带急流比北美更强。当时国外虽也有类似的研究工作,但却未能给出合理的解释。谢先生认为,之所以会形成多层锋区,是因为东亚冷空气活跃,同时热带的暖湿季风气流明显北推,多层锋区与双急流是上述两种气流相互作用的结果,锋区低层是对流不稳定层结,有利于对流活动。
第二,他最早研究了高空冷涡的结构、形成条件和天气影响。1949年12月,谢先生在《美国气象学》杂志上发表了北美冷涡与高空切变线的研究论文,以后在上世纪60年代至70年代进一步讨论了中国华北和东北冷涡与暴雨的关系。他提出了冷涡是近于垂直的、从地面到平流层下部的深厚冷性系统,在底层存在由剩余冷盖(residual cold dome)或上升冷盖引起的气旋生成和发展。这项工作具有开拓性,即使在今天仍有重要的理论意义和应用价值。
第三,在东亚降水天气系统与湿斜压天气动力学领域,他提出了梅雨锋的新概念:赤道锋或热带锋。赤道锋是相对冷湿的热带季风北推并与更暖的变性北方冷空气相互作用的结果。开创了“75·8”特大暴雨的动力学诊断:从动力学上揭示了1975年8月7日夜间河南最强暴雨发生导致水库垮坝的动力与热力背景条件。他提出湿空气动力是导致季风区大面积暴雨天气系统发生的一个重要机制。创新点是引进湿大气中潜热的影响,不稳定最大波长由4000公里缩短至1000公里左右(次天气尺度系统)。
第四,他研究了亚洲季风的低频(45天左右)脉动与台风形成的关系。西太平洋台风主要生成于赤道辐合区,在亚洲,季风活跃期也是西太平洋台风频发期。这不同于大西洋飓风主要由东风波形成的条件。谢先生等人的理论工作表明,对于部分台风的形成,东西风切变造成的正压不稳定并不是一个重要的机制。
第五,在大气环流的理论研究方面,谢先生从实际流场出发,研究了振幅稳定和不稳定的斜压行星波,引进了空间不稳定理论,得到了空间不稳定判据,修改和发展了传统的斜压不稳定(振幅不随纬度变化的Rossby波时间不稳定)。这样解决了气象学中既应用Rossby 波(中性波)又应用斜压不稳定理论所研究的波是具有最大不稳定波长的观点间的矛盾,当时所得到的斜压不稳定判据实际上是空间—时间斜压不稳定的一个特例。
另外,谢先生还深入研究了水平涡旋对经圈环流形成的重要性,同时也研究了准涡旋运动对大气纬向平均运动的振动作用,指出了各向异性准涡旋运动的重要性。由此可见,谢先生对复杂的大气现象不但有深刻的洞察力锡林郭勒盟预应力钢绞线价格,而且有坚实的基础知识,这能使他游刃自如地解决一些重大科学问题,据此提出具有远见性的重大见解与成果。
北京大学教授刘式达:谢义炳对学科的贡献
谢先生对学科建设和人才培养方面的贡献,我认为可以总结为以下几个关键词:加强基础,联系实际,追求创新,中国学派。在1952年国家进行院系调整时,清华大学气象系在谢先生的倡议下,得到著名物理学家叶企孙、周培源的支持,融合到北京大学物理系中,由物理专业与气象专业共同组成北京大学物理系。1956年谢先生任物理系副主任。由于加强数学基础,适应了数值天气预报、大气环境、气候变化、海洋动力学、卫星遥感、大气探测等最新科学进展。1986年,北大成立全国第一批天气动力学、大气物理学博士点。
在谢先生的领导下,一系列科研成果相继产生,比如1971年研制微波辐射计,1978年在湿斜压动力学方面提出新理论,1988年谢先生获得帕尔曼奖。20世纪80年代,他在500年旱涝、天气和次天气尺度系统发展的物理过程和分解方法、酸雨来源、层状冷云微物理学、中尺度大气环流模式、非线性大气动力学方面均取得进展。上世纪90年代,他在大气环境模式方面不断探索,其中若干项目获得国家自然科学奖。
谢先生一直致力于建立中国的东方气象学派。他结合中国降水和发生暴雨的实际,以大气力学为基础,探索湿斜压动力学,建立了暴雨国家实验室。1954年长江发生洪水时,谢先生承担起“中国夏季降水问题”研究课题;1975年河南出现大暴雨时,他成立暴雨研究组。即使在“文化大革命”期间,他一直坚持研究,阅读有关数学、物理方面的书籍。1952年北大物理系气象专业成立时,还没有教材,谢先生就自己编写讲义、刻钢板。由此,在他和其他前辈的努力下,当时我们有了《天气学基础》《动力学气象》《大气湍流》《云雾物理》《大气光学、声学和无线电气象学》等教材。
谢先生还坚持开放式培养人才。他邀请苏联专家、中国科学院专家讲学,选拔教师出国进修,还成立函授室,举办数值预报班、人工影响天气短训班、卫星云图分析与接收训练班、暴雨分析预报进修班等,为全国气象部门、其他院校培养人才。
专家追忆:
手机号码:13302071130中国科学院院士曾庆存:
让我印象最深的是谢先生的爱国情怀、科学情怀和培养学生薪火相传的情怀。我还记得,1954年河南省有40%的麦子没有收。他教育我们说,应该多为国家想,多考虑气象预报业务工作。1955年,谢先生鼓励我们在科研上有所作为,我们班大部分人都从事研究工作。他的科学情怀让我记忆深刻,他坚持理论与实际结合,推陈出新。他说,路是人走出来的。由此,他取得了很多具有重要影响的创新成果。他爱生如子。我们的学习和生活他都非常关心。我非常感谢谢先生。我希望这样的精神能薪火相传。
中国科学院院士丑纪范:谢先生曾指导过我研究什么问题、搞什么科研。他重视言传身教,而且身教重于言教。他根据我国农业生产需求,致力于研究降水。我根据他的教导,也一直力进行汛期降水研究。我们这代做的工作还没有解决汛期旱涝问题,所以“革命尚未成功,同志仍需努力”。希望寄托于年轻一代,争取在这一问题上不断取得进展。
中国科学院院士吕达仁:
1956年8月28日,经过52个小时的旅途之后,我到北京大学报到。当时我到了物理系,便问我们系有哪些有名的教授。接待的人告诉我说,锚索你说的有名的教授现在正在足球场上踢足球。这位39岁驰骋于足球场上的教授便是谢先生。其实,气象专业是很多学生的第二志愿,也有些同学为此心里不高兴。谢先生说,大家知道,物理系很先进,但其中的气象专业相对来说比较落后、零散,但是他认为,一个相对零散和落后的学科恰恰是最有前途、最让人发挥作用和看到自己贡献的学科。这一点,在任何时候看来,都是道出了发展科学的真谛。我后来有机会在国家自然科学基金委员会(简称基金委)与谢先生共事。他非常关注大气科学的发展,对自己要求也很严格,给我留下的印象非常深刻。
现在大气科学的发展可以说是“气象万千,万千气象”,发展、开放、包容锡林郭勒盟预应力钢绞线价格,我们今天的气象学科已经跨到新的高度,应该继续发扬谢先生创新性、突破性、非迷信的精神。
中国科学院院士黄荣辉:
谢先生不仅是我国伟大的现代大气科学教育家,而且是国内外非常著名的气象学家。他对我国大气学科的建设和人才培养、大气科学研究发展都做出了卓越贡献。在他的建议、参与、领导和组织下,北大物理系发展成为一个拥有大气物理、空间物理、天体物理、地球物理等完整的地球物理教育体系,为国家培养了一大批优秀人才,输送到各领域的科研单位、业务单位和教育机构。
谢先生还为我国大气科学发展制定了远大的目标。上世纪90年代初,他发起组织了第一次和第二次我国大气科学发展战略研讨会。研讨会不仅详细分析了国内外大气科学发展动向,还对我国大气科学发展的动向和目标、应当研究的主要科学问题及应采取的必要措施进行热烈讨论。在病重期间,他还嘱托我们开好第二次研讨会。谢先生早在上世纪90年代提出的前瞻性、战略性研究方向,我们现在正沿此前行。
中国工程院院士李泽椿:
谢先生除了教学和科研,还关注应用方面。当时,北大学生要进行天气预报实习,我曾到中央气象台实习。谢先生的很多学生都到气象业务岗位工作,北方很多气象局都有北大毕业生的身影,为我国气象事业做出很大贡献。我还记得,当时决定在中央气象台做天气预报,将过去的定性天气预报转向定量预报,这对我来说具有重要意义。我们和气科院搞短期数值预报、中期数值预报的时候,很多老师也参与其中。谢先生教导我们要有创新的科学思维,遇到困难的时候要想办法克服。
中国科学院院士汪景琇:
1978年,我在农村当预报员。当时谢先生和丁一汇先生到辽宁省气象局给预报员和观测员作报告。谢先生一再强调,预报员和台站的基层同志不要惧怕基础理论。这给我留下很深的印象。后来,由于各种原因,我进入天文学太阳物理领域。我从气象学中获得了很多“营养”。现在空间天气气候对生产生活影响很大,我们也希望继续探索。
中国科学院院士金亚秋:
我是1965年进入北京大学物理系的,是“ 文革”之前的最后一批大学生。1969年,我们曾经到大兴县(今北京大兴区)黄村进行革命教育,实际上是干农活,谢先生是在3班。我们分别住在老乡家里,但在物理系自己办的食堂里吃饭,所以每天晚上要派人守夜。我有一次跟谢先生搭班守食堂的经历。我还记得,当时我们搬了两个小板凳,坐着聊天。近半个世纪过去,我至今清楚地记得,谢先生跟我说:“你们还年轻,将来还有机会为国出力做贡献。”我当时20岁出头,还很恍惚,不知道能做什么。今天回想起来,仍可以感受到谢先生对我们的殷切期望。
中国科学院院士赵柏林:
谢先生对我国气象学术作出的贡献举世闻名,在暴雨和湿斜压等研究方面作出突出贡献,学术成就受到国际赞赏,获得帕尔曼奖。他的支持对于气象事业,特别是对全国气象预报中心、国家数值预报中心和国家海洋环境预报中心的建立起着决定性作用,促进中国气象事业走向世界,在国际合作方面也是功绩非凡。在气象教育上更是开创者和践行者,他建立了我国现代气象教育体系,培养了成百上千的学子,散落在祖国各地。
原国家气象局副局长马鹤年:
转眼我也是“80 后”了。人老了难免怀旧。
每当我回顾往事时,脑海中常常浮现恩师的布衣形象。有一次在黄山游览时,面对眼前松树的铮铮铁骨,我觉得这特有的黄山气质饱含一种人文气息,像我熟悉的一个人物。于是突然又想起了我的恩师。对!这就是恩师的气质。虽然学生不才,未曾有可以令老师自豪的成绩,但毕竟在恩师熏陶下曾经努力过。在恩师的影响下,虽几经风雨,毕竟在人生道路上没有留下遗憾。衷心感恩先生的教诲。
国家海洋预报中心吴辉碇:
谢先生不仅在发展大气科学方面取得很大成就,还在发展我国海洋事业特别是海洋数值预报方面起到不可磨灭的作用。上世纪80年代中叶,国家科学技术委员会制定的科研规划只有70项,内容已经确定。但在谢先生、叶笃正先生和巢纪平先生的努力下,变成71项,增加了海洋项目。这是海洋项目第一次成为了国家重点项目。谢先生全程
参与了相关工作,什么问题他都亲自过问。我记得一天深夜,他专门就有关问题到巢纪平先生家讨论。上世纪70年代末他就想到了发展海洋科学。他每周两次骑着自行车到当时的海洋预报总台去指导预报员。他的眼光是非常长远的,并且对地球科学发展也有清楚的认识。
兰州大学教授黄建平:
1989年到1991年,我在北大做博士后。春节聚会的时候,谢先生说,基金委设立了青年基金,建议我去申请一下。答辩的时候,我被谢先生一顿“痛批”。过了半个月,谢先生骑车经过,告诉我项目存在哪些问题。他说:“你要对国家负责,认真对待项目。”还有一次,他跟我介绍北大物理系是如何由一个“ 尾巴”系变成一个学科齐全的强系的。北大物理系之所以强,是因为它占据了各个学科分支领域前沿。
中国海洋大学教授盛立芳:
谢先生重视创新,提出不要盲目,要敢于突破,从我们的要求和实际出发创立东方气象学派,这是何等的气派。他求真务实,注重培养学生求真严谨的作风;他勇于担当,为中国气象事业作出重大贡献;他身体力行,一生报效祖国。
教育任重道远,我们将不负先生期望。
北京大学教授陶祖钰:
谢先生是罗斯贝科学思想的传承人。他评价罗斯贝是“伟大的老师和哲学家”,而他也一生追随罗斯贝。还记得他当时让我们看三本书,是帕尔曼和牛顿的《大气中的环流系统》、霍尔顿的《动力气象学引论》、劳伦兹的《大气环流的性质和理论》,这都是源于罗斯贝。谢先生和罗斯贝的相似之处便在于:都是有哲学头脑的科学家、有历史眼光的科学家、有社会责任感的科学家、敢于挑战的科学家。真正了解罗斯贝和谢先生不容易,传承北大气象传统不容易,要用辩证唯物主义思想指导气象史研究,苦练基本功。
北京大学教授陈受钧:
在科学研究上,谢先生从资料分析出发,发现大气环流系统发生发展的事实及其可能的机理。他十分重视天气分析,他的天气分析得自帕尔曼所创立的传统,严格考虑每一个观测数据,充分利用每一份资料,在当时中国探测记录不多的情况下,得以分析出有意义的结果。科学研究工作需要与社会紧密结合,科研成果要为国民经济建设服务。谢先生从上世纪50年代开始就把自己的科学研究主要集中在中国降水,包括梅雨、台风、暴雨等,它们都是影响我国的重大灾害性天气。他将研究成果提升到理论高度。上世纪70年代后他在暴雨的研究中开创了“湿斜压天气动力学”理论,为暴雨预报提供了理论基础。谢先生坚持严谨的科学作风,坚持“实际—理论—实际”的研究方法,这永远值得我们学习。
(来源:《中国气象报》2017年5月25日四版 责任编辑:张林)锡林郭勒盟预应力钢绞线价格
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