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【甘肅日報】【走進(jìn)中科院蘭州分院】高由禧：高原氣象學(xué)研究的先驅
壯麗70年·奮斗新時(shí)代 慶祝新中國成立70周年 百名記者走基層
新甘肅·甘肅日報記者 秦娜 通訊員 李麗 王晶 劉曉梅
青藏高原科學(xué)考察研究是我國最具特色的重要研究領(lǐng)域之一，在世界自然科學(xué)考察歷史上具有獨特的地位。因此，一代代科研工作者接力探索，努力破譯“青藏密碼”。
當前，我國第二次青藏高原綜合科考正在順利推進(jìn)，這也讓很多人回憶起46年前的第一次青藏科考。當年，我國著(zhù)名氣候氣象學(xué)家高由禧院士，帶領(lǐng)老一輩科學(xué)家克服重重困難，取得了一系列重要科研成果，不僅填補了青藏高原氣候科學(xué)研究領(lǐng)域的部分空白，而且將高原氣象學(xué)研究推進(jìn)到新的廣度與深度。
高由禧一生中對臺風(fēng)、東亞季風(fēng)、青藏高原氣象、西北干旱氣候進(jìn)行了深入研究，直接參與了兩次世界矚目的青藏高原氣象科學(xué)實(shí)驗，他是我國臺風(fēng)、季風(fēng)天氣氣候學(xué)和高原氣象學(xué)等研究領(lǐng)域的倡導者和開(kāi)拓者之一。
觀(guān)風(fēng)測云，探知氣象變幻；勵志篤行，追求科學(xué)理想。這一生，他從未缺席。
1 生于亂世，心懷科學(xué)救國理想
1920年2月14日，高由禧出生于福建省福清縣龍田鄉下河樣村的一個(gè)貧苦農民家庭。父親把從小喜歡讀書(shū)的他視為家族的希望，全家節衣縮食供他一個(gè)人上學(xué)。
中學(xué)時(shí)代的高由禧立志當一名教師，把文化知識傳播給苦難的鄉親。高中畢業(yè)時(shí)，因父親病故家中經(jīng)濟困難，他在母校融美中學(xué)當了一年教師。
九一八事變爆發(fā)后，日本帝國主義的鐵蹄踏碎了高由禧的夢(mèng)想，他眼見(jiàn)國民黨政府腐敗無(wú)能，勞苦大眾在戰爭和貧困中掙扎。深受科學(xué)救國思潮影響的高由禧認識到，為了國強民富、不受外強的欺辱，必須要提高科學(xué)文化水平、發(fā)展科學(xué)事業(yè)，因此他始終沒(méi)有放棄繼續讀書(shū)的念頭。
1940年，高由禧考入重慶中央大學(xué)化學(xué)系。由于經(jīng)濟困難，他一邊上學(xué)一邊打零工，不料卻染上了瘧疾，雖然在朋友和同學(xué)的幫助下治好了病，但身體已無(wú)法支持長(cháng)時(shí)間大量的化學(xué)實(shí)驗。當時(shí)，他有幸聆聽(tīng)了竺可楨、趙九章、涂長(cháng)望等教授的演講，對氣象產(chǎn)生了濃厚的興趣，于是轉入地理系專(zhuān)攻氣象專(zhuān)業(yè)，從此與氣象結下了不解之緣，并立志科學(xué)救國。
經(jīng)涂長(cháng)望、竺可楨介紹，1945年底，高由禧到中央研究院氣象研究所當助理研究員，在趙九章的指導下，開(kāi)始了他的科研生涯，除研究工作外，他還負責天氣圖分析工作。研究所學(xué)風(fēng)嚴謹，每?jì)芍苡芍硌芯繂T輪流作一次學(xué)術(shù)報告，所里高級研究員在旁聆聽(tīng)，如果報告不好，往往會(huì )被嚴厲批評。不僅如此，當時(shí)研究所還要求用英文發(fā)表論文。良好的科研氛圍深深吸引著(zhù)高由禧，每天晚上，他守在油燈下讀書(shū)，只想多學(xué)一點(diǎn)，多記一些。
不久后發(fā)生的一件事深深地觸動(dòng)了高由禧。當時(shí)，他正在做的一個(gè)研究課題急需一些科學(xué)資料，可這些資料都保存在國民黨空軍部隊。所長(cháng)帶著(zhù)他去借，誰(shuí)想到，接待他們的人說(shuō)：“我們的資料嘛，用完后都送到美國去了，你們需要，就到美國去要吧?！敝链?，他才明白了，中央研究院不過(guò)是國民黨的一個(gè)花瓶、擺設而已。他空懷報國救國之志，學(xué)到的知識卻無(wú)實(shí)際用途。
2 填補空白，投身國民經(jīng)濟建設
即便在科研不被重視的環(huán)境下，高由禧仍然全身心投入到自己熱愛(ài)的科研工作中。1948年，他發(fā)表了第一篇論文《東亞自由大氣之運行》，開(kāi)創(chuàng )性地論述了東亞環(huán)流的季節變化，首次提出中國有冬季風(fēng)的概念。中國科學(xué)院在1954年編集1949年以前各學(xué)科代表性論文時(shí)，這篇文章被選進(jìn)氣象學(xué)一卷。
“千里馬”終有遇到“伯樂(lè )”的一天。這一天并沒(méi)有讓高由禧等得太久。
1949年，新中國成立初期。華東軍區接管了南京，陳毅司令員了解到科研單位的困難，在經(jīng)費緊缺的情況下，為氣象科研所調撥60萬(wàn)斤小米，作為購買(mǎi)地球物理探礦儀、地震儀、地磁儀和氣象儀器的費用，并增加了人員編制。這讓科研人員看到中國共產(chǎn)黨發(fā)展科學(xué)事業(yè)、強國富民的決心?！坝辛斯伯a(chǎn)黨，中國才有了希望，科學(xué)才有了前途?！睂Υ?，高由禧深有感觸。那一刻，他下決心把國家的需要、人民的需要作為自己搞科研的目標和方向。
也就從上世紀50年代開(kāi)始，高由禧進(jìn)入了科研的“豐產(chǎn)期”。他在中國科學(xué)院地球物理所氣象組與葉篤正合作，從事東亞氣候研究。他領(lǐng)導一個(gè)小組研究東亞季風(fēng)問(wèn)題，那是繼竺可楨先生1935年發(fā)表我國第一篇有關(guān)東亞季風(fēng)氣候文章以來(lái)，比較全面、系統的東亞季風(fēng)研究。此后，這個(gè)小組發(fā)表了大量文章，取得了很多研究成果。
其間，高由禧首次提出了青藏高原季風(fēng)概念。他提出：除海陸季風(fēng)外，全球還有南北半球季風(fēng)、行星環(huán)流季風(fēng)、平流層季風(fēng)、高原季風(fēng)等五種季風(fēng)和相應的四種形成機制，以及哈德萊、瓦克和季風(fēng)垂直環(huán)流等三種季風(fēng)維持結構。研究還發(fā)現，在高原的熱力作用下，在青藏高原上形成了一種獨特的季風(fēng)現象。夏季的高原為熱源，其近地層為熱低壓，而冬季高原為冷源，形成高氣壓，與氣壓場(chǎng)相對應，在高原1000米的高空，形成一個(gè)冬夏盛行風(fēng)向相反的季風(fēng)層。這一發(fā)現對研究青藏高原及其周?chē)貐^的氣候具有重要意義。
這一新概念也被列入由《中國國家地理》雜志社和中國地理學(xué)會(huì )于2009年發(fā)起的“中國地理百年大發(fā)現”中。
在科研上不斷取得突破的同時(shí)，高由禧積極投身國民經(jīng)濟建設，服務(wù)國家需求。新中國剛剛成立就遇到帝國主義的經(jīng)濟封鎖，當時(shí)橡膠是國內緊缺的生產(chǎn)物資之一，國內從來(lái)沒(méi)有種植橡膠的記錄，究竟能不能種？除了種植技術(shù)外，首先要找出我國有沒(méi)有適合種植橡膠的地區。高由禧接到任務(wù)后，決定從氣候的角度來(lái)解決問(wèn)題?？紤]到海南島與產(chǎn)膠國印尼、泰國氣候相近，高由禧利用氣象資料對海南島的氣候特征進(jìn)行了詳細研究，指出海南島的植膠、產(chǎn)膠在大氣候上的問(wèn)題所在，提出了利用不同地區小氣候，揚長(cháng)避短種植橡膠樹(shù)的建議。
1950年，為了抗美援朝，我國前線(xiàn)部隊急需臺灣海峽、朝鮮及東亞地區的臺風(fēng)預報，但掌握著(zhù)太平洋地區氣象資料的國家拒絕提供。解決臺風(fēng)預報的重任又壓在了高由禧身上。沒(méi)有當時(shí)的氣候資料，他在歷史資料中找規律，總結出臺風(fēng)的路徑及其與天氣型的關(guān)系，提出以地面天氣型預報臺風(fēng)路徑；以鄂霍次克和白令海上氣統的變換加深，作為西風(fēng)環(huán)流改變的指示和臺風(fēng)轉向與否的指標等。這些方法現在看起來(lái)是很簡(jiǎn)單的，但在當時(shí)卻是首次應用且行之有效的。
為治理黃河，國家啟動(dòng)三門(mén)峽水庫建設。1954年，高由禧等受中國科學(xué)院委派，研究了黃河流域降水的氣候特征及其暴雨與旱澇的關(guān)系，創(chuàng )造性地應用了“相關(guān)性排表法”，對三門(mén)峽水庫的設計具有重要的參考價(jià)值。
在50多年的科研生涯中，高由禧始終秉承國家需求就是他的研究方向，身體力行，不斷開(kāi)拓和指導了氣象學(xué)的許多綜合研究工作。他提倡學(xué)科交叉和綜合研究，積極引入和應用新思想、新方法和新技術(shù)，將理論與實(shí)踐緊密結合，強調氣象學(xué)要為農業(yè)、水利工程、國防建設和其他國民經(jīng)濟建設服務(wù)。
3 扎根西部，推動(dòng)高原大氣研究
1958年，中科院成立了改變西北干旱面貌工作組。為增加河西走廊的供水，高由禧率隊參加中科院組織的融冰化雪隊，奔赴祁連山進(jìn)行人工化雪實(shí)驗，并成立了地球物理研究所蘭州地球物理研究室，負責管理蘭州觀(guān)象臺業(yè)務(wù)。從此，高由禧的個(gè)人命運便與大西北緊緊地聯(lián)系在一起。
歷經(jīng)了“文革”磨難，1972年，高由禧從“牛棚”解放出來(lái)。1973年，中國科學(xué)院青藏高原綜合科學(xué)考察隊正式成立，他作為首席科學(xué)家，帶領(lǐng)隊員進(jìn)行了艱苦卓絕的考察，積累了大量一手資料，取得了豐碩的科研成果。
即便在今天，青藏高原嚴酷的自然條件仍然讓人望而生畏，更別提是在那個(gè)本來(lái)就十分艱難的年代進(jìn)行科考活動(dòng)了。從交通到安全，從吃飯到住宿……樣樣都是難題。高由禧率領(lǐng)考察隊在很多沒(méi)有路的地方行進(jìn)，冰川、雪山、懸崖、峭壁……經(jīng)常是一個(gè)事故連著(zhù)一個(gè)事故，考察隊一次次陷入險境。由于舍不得使用昂貴的固體燃料，高由禧和隊員們常常在后半夜被凍醒；在無(wú)人區，大家又經(jīng)常面臨沒(méi)有飲用水的絕境。
就是在那樣惡劣的環(huán)境中，高由禧組織了南亞高壓、青藏高原氣候圖集和青藏高原低渦三大會(huì )戰研究。其中，我國第一本青藏高原氣候圖集全面揭示了高原地區地面和高空各氣候要素場(chǎng)的平均氣候特征，填補了氣候圖集中高原地區的空白。
1974年，高由禧組建了中國科學(xué)院蘭州高原大氣物理研究所。從此，這里就成了我國西部大氣科學(xué)與環(huán)境科學(xué)基礎應用研究的主力科研機構。
圍繞高原氣象研究，高由禧帶領(lǐng)團隊做了很多工作?！肚嗖馗咴瓪庀髮W(xué)》《西藏氣候》兩本專(zhuān)著(zhù)，就是那幾年完成的。其中，第一本有關(guān)西藏地區氣候的專(zhuān)著(zhù)《西藏氣候》一書(shū)，首次在高原上劃分了氣候帶，對工農業(yè)生產(chǎn)和國防都有著(zhù)重大的實(shí)用價(jià)值。1979年，他組織開(kāi)展了青藏高原第一次大型野外觀(guān)測試驗，將我國高原氣象研究推向了全新階段。
1980年，高由禧當選中國科學(xué)院院士，已過(guò)花甲之年的他依舊干勁十足。他說(shuō)：“想趁自己眼睛還能看見(jiàn)，耳朵還能聽(tīng)見(jiàn)的時(shí)候，爭取為國家多做一點(diǎn)工作?！?/p>
在著(zhù)名氣象學(xué)家葉篤正院士倡議下，高由禧院士等主持了1988-1992年間的國家基金委和中科院重大項目HEIFE試驗（“黑河地區地氣相互作用觀(guān)測試驗研究”），這也是中日國際合作項目，中日雙方數十所大學(xué)和研究所的近百名科學(xué)家參加了這個(gè)試驗。試驗以地氣間水分和能量交換為中心，著(zhù)重研究干旱區陸面物理過(guò)程，為改進(jìn)其參數化提供觀(guān)測依據，同時(shí)也為甘肅河西地區農業(yè)可持續性發(fā)展提供節水和合理用水的方案。當時(shí)那項試驗的觀(guān)測期之長(cháng)、觀(guān)測項目之全，是以往其他同類(lèi)試驗所沒(méi)有的。
正因為在全球變化研究中的重要意義，HEIFE試驗一開(kāi)始就備受?chē)H科學(xué)界的關(guān)注，成為世界氣候研究計劃（WCRP）和國際地圈生物圈研究計劃（IGBP）的一個(gè)組成部分。在高由禧等人的努力下，試驗取得了一系列新成果。以系統的觀(guān)測事實(shí)證實(shí)了綠洲的冷島效應，臨近綠洲沙漠的逆濕現，即夏季白天常常是綠洲有感熱向下輸送，臨近綠洲的沙漠有水汽向下輸送。這些結果揭示了綠洲地氣相互作用及其對沙漠環(huán)境的影響。
作為高原大氣物理研究所的創(chuàng )始人和學(xué)術(shù)帶頭人，高由禧在機構組建和調整、研究隊伍建設和學(xué)科方向確定等方面運籌帷幄，帶領(lǐng)研究所不斷壯大，逐漸發(fā)展成一支學(xué)科齊全，能夠多兵種、大兵團聯(lián)合作戰的學(xué)術(shù)力量兵團。1999年，蘭州高原大氣物理研究所、蘭州冰川凍土所、蘭州沙漠所一起整合成立中科院寒區旱區環(huán)境與工程研究所。
斗轉星移，時(shí)光流轉。如高由禧所言，“中國西部獨特的高原大地形、稀疏的植被、大面積的沙漠和冰川凍土環(huán)境，給我們提供了研究陸氣相互作用的絕佳場(chǎng)所?！?/p>
2001年3月3日，高由禧院士在蘭州去世。他一生戰斗在科研第一線(xiàn)，為我國高原氣象學(xué)的發(fā)展作出了卓越貢獻。時(shí)至今日，他的學(xué)術(shù)成就和學(xué)術(shù)思想依舊啟發(fā)和引導著(zhù)后輩的研究工作。
本版圖片為資料圖，由中科院西北研究院提供。
