中国共产党优秀党员、中国科学院资深院士、中国科学院大气物理研究所研究员、原中国科学院大气物理研究所代所长、中国气象学会理事长、名誉理事长陶诗言先生因病医治无效,于2012年12月17日14时14分在北京逝世,享年95岁。
陶诗言1918年8月12日出生于浙江嘉兴,1942年毕业于中央大学地理系。1950~1955年任军委气象局和中国科学院签订成立的联合天气分析预报中心副主任,1956年任中国科学院地球物理研究所研究员, 1980~1984年任中国科学院大气物理研究所副所长、代所长,1980年当选为中国科学院学部委员(1994年改称为院士),1986年被选为第21届中国气象学会理事长、2006年被聘为第26届名誉理事长,1978~2005年担任中国科学院大气物理研究所学术委员会主任,1980年至今担任中国环境科学学会常务理事,1995年起任中国科学院减灾中心学术委员会主任,1978~1992年为第五届、第六届及第七届全国政协委员,还曾任国家环境保护局顾问。
陶诗言先生是我国现代天气预报理论和方法的开拓者和奠基人之一,是国际知名的季风领域专家。他从事大气科学研究工作七十余载,毕生奉献于大气物理、天气学、气候学、卫星气象学、中尺度天气动力学、大气污染气象及大气环境等专业领域的开拓与研究,取得了许多重要成果,还在环境科学、海洋气象学、高空气象学和地理学等方面成就卓著,为中国当代天气预报理论和方法的研究做出了杰出的贡献,并为我国当代天气预报的理论和方法撰写了许多论著,发表科学论文120余篇,专著10本。陶诗言先生不仅重视理论研究,同时也注重天气气候实践,坚持“科研成果要为气象业务所用”。几十年来陶诗言先生的工作都是从国家需求出发并抓住国际前沿问题进行研究。在国家重大建设与国防需求等重要气象保障任务中,做出了具有历史意义的贡献。九十高龄仍然每年多次应邀到中国气象局、国家海洋局等业务部门参加重大天气事件发生、发展的会商会,并提出指导性的决策意见。
陶诗言院士在国际大气科学界享有崇高的声望。20世纪60年代日本《气象纪要》杂志的一期有一半以上篇幅登载陶诗言院士的学术论文。他还多次应美国、日本、法国等国家邀请进行学术交流和讲学;1978年10月陶诗言先生作为会议主席主持召开了由WMO组织的有50多个国家参加的国际台风会议;1987~2003年一直担任中美合作项目(“大气二氧化碳增加引起气候效应”的研究)的中方首席科学家;1977~1996年任联合国世界气象组织大气科学委员会中国首席代表;1988~1992年任第四届国科联和联合国世界气象组织联合科学委员会(JSC)委员。
一、勤奋好学,品学兼优,立志气象事业
陶诗言出生在一个教师家庭。他的父亲陶传鼎在嘉兴县中学做教员。少年时代的陶诗言热爱体育运动,曾是学校出色的足球队员。当他进入高中后,发奋读书,成为成绩优秀的学生。
1938年,19岁的陶诗言离开家乡,只身到重庆,考入中央大学水利系,经过一年的学习,他预计到气象学将是门很有发展前途的学科,于是转到了地理系气象专业学习,与顾震潮成为同班同学。在学习中,他们除地理系的必修课程外,全修物理系的课程。陶诗言1942年毕业,获理学学士学位,并留校任助教。1944年,时任中央研究院气象研究所代所长的赵九章到中央大学向涂长望教授求助人才,涂将自己很欣赏的、刻苦钻研精神很强的学生陶诗言推荐给赵九章先生。于是陶诗言在当了两年助教后,就来到了设在重庆北碚的气象研究所工作,在赵九章先生的指导下开始了科学研究。从此,他与气象事业结下了不解之缘。抗日战争胜利后,气象研究所要回迁,派陶诗言打前站作安排,顺利搬回了南京北极阁。1947年1月赵九章任所长,已是助理研究员的陶诗言,由于勤奋执着,刻苦钻研,工作出色,很受赵所长器重。
二、为我国现代天气预报业务的建立做出重要贡献
1949年10月1日中华人民共和国成立,同年11月1日中国科学院成立,决定对前中央研究院24个单位进行接管、合并和调整,建立了13个研究所,其中就有以气象研究所为基础成立的地球物理研究所,对外称地球物理和气象研究所,周恩来总理任命赵九章为地球物理研究所所长(当时的所址还在南京),陶诗言进入中国科学院地球物理研究所继续从事气象科学研究工作。1950年时任军委气象局局长的涂长望先生与赵九章所长,共同促成军委气象局和中国科学院签订建立了联合天气分析预报中心(简称“联心”),顾震潮为主任,陶诗言任副主任。1950年底由陶诗言率领中国科学院地球物理研究所气象组大批人员,从南京到北京参加“联心”工作(顾震潮已先期到北京)。
当时国内气象资料奇缺,基础薄弱,很难做出正确的天气预报。中国的天气又有自己的特点,国外的一些预报方法难以照搬使用,必须走中国自己的路,做开创性的工作。陶诗言和顾震潮一起,带领“联心”的同志学习国外的新成果,创造适合我国实际的天气预报方法和有中国特色的研究成果,丰富了我国的天气学理论。他们克服重重困难,领导建立了我国天气分析预报业务,承担了对全国天气预报工作的指导,在建国初期的国防和国民经济建设中起到了积极的作用,尤其在减少灾害性天气给人民生命财产造成损失方面起了重要作用。例如1954年8月,长江流域发生百年未遇的特大洪水,由于陶诗言等及时作出正确判断和预报,使人民的生命和财产避免了重大损失,他们出色的工作,受到了上级领导部门的表彰。
由于气象人员和天气预报人才十分短缺,他们一方面在工作中培养和锻炼骨干队伍;一方面用开办短训班等办法培训新增人员。陶诗言等自编教本,亲自授课,培养了新中国第一代天气预报业务人员,在全国许多气象台和预报部门发挥了骨干作用。“联心”的工作到1955年结束,它为抗美援朝,解放海南岛、舟山群岛等沿海岛屿,和平解放西藏等许多军事活动提供了出色的气象保障服务,同时也为经济建设、防汛减灾和抗灾等进行了有效的服务。顾震潮和陶诗言负责的 “联心”经过五年的努力,建立了我国现代天气预报业务和培训大批业务预报人员,为我国天气分析预报业务的发展奠定了基础,取得了一批我国现代天气学的研究成果。陶诗言先生发挥了重要的作用,他的贡献是杰出的、奠基性的。
三、系统性、创新性和开拓性的研究工作
陶诗言先生在长期实践和研究工作的基础上,对于影响我国大气的一些重要天气过程和天气系统提出了具有创见性的理论观点和开创了新领域的研究及其应用。概括起来有六个方面:
(一)寒潮路径研究
陶诗言利用当时日益稠密的地面气象观测站和少数的高空观测站,系统地划分了入侵中国的寒潮路径。最常见的路径是冷空气源自新地岛以西的北方海洋,从巴伦支海进入前苏联,经西伯利亚、蒙古进入我国。这种路径的冷空气常引起较强的寒潮。第二条路径是从新地岛及其以东的喀拉海南下,到西伯利亚后折向东南,经蒙古进入我国。第三条路径是从亚洲西部,沿北纬50度以南自西向东移动,经蒙古进入我国。第四条是在蒙古-贝加尔湖地区堆积的冷空气,常直接南下侵袭我国。关于东亚寒潮路径的问题,早在1935年李宪之就已经作过研究。由于资料所限,李宪之没有研究寒潮冷空气的源地,并且他绘出的甲、乙、丙三类寒潮路径有部分尚不够准确。陶诗言的工作把东亚寒潮路径的划分大大地系统化和准确化了。在寒潮爆发的研究方面,他第一次提出了寒潮过程是高空大型天气过程急剧调整结果的理论观点。一次东亚寒潮的爆发实际上是东亚大槽一次替换和重建的过程,这种伴随寒潮爆发的低槽也是一种不稳定槽。它在西北气流中不断增幅,最后发展成长波槽,同时槽后导致一次冷空气爆发。另外他还发现,亚洲阻塞形势的崩溃也是导致东亚寒潮的一种常见高空环流形势。由于陶诗言是从高、低空流场相联系的观点来分析东亚寒潮的爆发,不但提高了寒潮预报的准确率,而且延长了预报时效(3天左右)。
(二)中国梅雨研究
1949年前,许多关于梅雨的讨论都是从气团角度出发。1949年后,由于资料增多,研究深入了一大步。陶诗言是从东亚大型天气过程的变化来研究长江流域的梅雨,他指出,实际上梅雨是东亚大气环流季节过渡时期或突变的产物。这种看法虽然早在50年代初期就有人提出来了,但直到50年代后期和60年代初期,这种观点才得以深化和发展。另外,他指出中国长江流域的梅雨与东亚和北半球大气环流的突变密切相关,尤其同亚洲夏季风的爆发和西风急流北跳的关系更大。
(三)东亚大气环流的季节突变研究
陶诗言与叶笃正等研究指出,在初夏东亚甚至北半球西风急流有一次突然北撤与减弱,从此高原以南的西风急流撤到高原以北,热带东风急流在高原以南建立;在对流层低层,印度西南季风突然爆发,我国华南夏季风盛行;中、高纬度冬季和春季大气环流形势发生一次季节性调整,波长缩短,波数增加,尤其是东亚沿岸的大槽西退到大陆上;低纬度环流和环流系统也发生一次重大变化,突出表现在副热带高压有一次西伸北跳。以上这些环流特征突然变化,静止锋和华南雨带迅速北移到长江流域,于是梅雨天气出现。上述季节突变的观点在50-60年代受到气象界的重视。后来国内外的大气环流数值试验也证实了这种观点的正确性,并广泛地为国内外学者所引用。近十年来随着资料的积累,不少人又重新研究这个问题。虽然对于不同年份和不同地区,季节突变的表现有一定的差异,但季节突变的事实确实是存在的。
(四)开创我国卫星气象学的研究及其应用
上世纪60年代一些先进国家已发射气象卫星,70年代以后,国际气象界开始将气象卫星资料应用于天气分析和预报,开辟了新的气象研究领域。而1969年6月大气物理研究所的科技人员,首先在我国研制出了一套卫星云图接收设备,从此我国可以收到气象卫星观测的云图了(以后又发展到可以接收气象卫星的其它资料)。陶诗言率先投入这项研究工作,运用所接收到的气象卫星资料,做我国的天气分析和天气预报,取得显著成就,填补了我国在这个领域的空白。
二十世纪70年代初,陶诗言及其领导的研究组研究气象卫星资料,尤其是卫星云图在我国天气分析和预报中的应用。首先发展了一套识别天气系统的方法,在这个基础上重点研究了台风、中尺度系统和高原天气系统问题。过去由于热带海洋和高原地区资料缺乏.对于这些地区天气系统的生消、发展和移动了解甚少或者不完善。利用卫星云图可以清楚而及时地发现和监测这些天气系统的产生与演变,因而发现了不少新的观测事实。如台风发展的云系特征、热带云涌现象、中尺度对流云团的云系特征等。根据大量台风云系演变的研究,发展了一套利用卫星云图预报台风发生发展的方法,这个方法已在我国气象业务部门中使用,是一种有效的参考工具。卫星资料分析和应用工作的开展,为我国卫星气象学的发展起了很大的推动作用,也为我国天气分析和天气预报水平的提高做出了积极贡献。到80年代后期,国内在省市级以上的气象台都建立了卫星云图分析和应用业务,他们使用的原理和方法主要是陶诗言和他的研究组提出和发展的。陶诗言首先在我国进行了卫星云图分析应用的开创性研究工作,有力地推动了我国卫星气象学的发展。
(五)暴雨研究
1975年8月,河南省的特大暴雨酿成洪灾,为了迅速提高暴雨预报的水平,陶诗言领导和参加了暴雨理论和预报方法的研究工作。他在暴雨发生的机制和预报方法方面做出了重要的贡献。1975年河南特大暴雨之后,陶诗言以主要精力研究了中国暴雨的成因问题。他首先分析了中国历史上近50年来所发生的大暴雨个例,指出暴雨虽然是一种中尺度现象,但不同尺度之间有复杂的相互作用。大系统孕育和制约小系统的发生和发展;小系统产生以后能成长壮大,反过来又能对大系统起作作用,这使整个暴雨系统能继续维持或加强。他对中国的持续性暴雨成因作了很深入的研究,例如对于1954年夏造成长江大洪水的持续性暴雨,他发现是由7个扰动从西向东连续通过长江流域造成的。在这个期间,北半球环流形势非常稳定,也就是说,一些主要的高空槽、脊系统是持续地出现在某些特定地区,在这种情况下,地面上的锋带和气候路径以及降雨带便有集中和稳定的趋势,因而引起严重的持续性暴雨和洪涝。这个观点后来被广泛地应用于我国许多大暴雨的分析。在80年代初,美国的气象学家也提出了形成区域性暴雨的“集中机制”(focusing mechanism)。但这比陶诗言的工作晚了好几年。此外,他还十分重视暴雨中的中小尺度系统与大尺度基本气流的关系、地形的作用以及落区预报方法等问题。这些结果都总结在由他主编的《中国之暴雨》一书中。
(六)东亚季风理论与预测方法研究
陶诗言从20世纪50年代后期开始,特别是从80年代以来,致力于研究东亚季风理论与预测方法研究,尤其是夏季风的活动及其对中国旱涝的影响。他与陈隆勋共同研究了东亚季风系统的特征,发现中国华北的旱涝与印度季风的活动有密切关系,这个结果已为其他工作和大气环流数值试验所证实。对于长江流域的旱涝,不但与南半球的环流形势和跨赤道气流的强弱有关,而且与高纬度的雪区面积的变化有一定关系。
东亚季风理论与预测方法研究是陶诗言先生最突出的重要科学成果之一,其主要内容及重大科学意义表现在3个方面:
(1)推翻了过去气象界认为整个亚洲南部从印度、中国到日本都属于同一个夏季风环流系统(即印度季风系统)的学术观点,明确提出亚洲季风分为印度季风和东亚季风(包括中国和日本)二个独立子系统,但二者又相互联系的学术观点;揭示了东亚夏季风环流系统平均结构与印度季风环流系统的异同;指出印度季风、东亚季风分别有各自的热源、热汇及环流体系以及印度季风属于热带性质季风,而东亚季风既有热带性质又有副热带性质同时还受中高纬度环流系统影响;他的一系列东亚季风研究领域的原创性科研成果,得到国际大气科学界的公认,特别是“A Review of recent research on the East Asia summer monsoon in China”发表在Monsoon Meteorology (Oxford University Press)后,成为东亚季风研究领域的经典之作。
(2)揭示了东亚季风环流与大气外部强迫因子(如海温)异常的响应机制;指出在厄尔尼诺和南方涛动冷暖期,冬春季南亚上空西风带位置及西风扰动的异常,造成冬春季南亚大陆降水或降雪的多寡,改变了春夏季南亚大陆土壤水分含量与土壤热容量,使得夏季南亚大陆与其南面海洋之间热力对比发生变化,造成夏季风强弱变化;从物理机制上揭示了东亚季风环流演变过程中,海洋与大气、陆面与大气相互作用及其反馈过程,促进了大气学科及其交叉学科的发展并为我国短期气候预测及东亚季风环流预测奠定了理论基础。
(3)建立了东亚季风区特大暴雨洪涝灾害的天气学概念模型。1998年夏长江流域出现了百年不遇的特大暴雨洪涝灾害,陶诗言院士研究指出,东亚季风区天气尺度环流系统时~空位相锁定是江淮流域特大暴雨洪涝灾害的主要原因;并根据多年研究成果,建立了东亚季风区北方冷空气、南方暖湿气流、东部副热带高压及西部青藏高原低涡演变的天气学概念模型;经检验该模型不仅适用于历史上长江、淮河流域每个严重特大暴雨洪涝灾害,同时也适用于2003年以及2005年夏淮河流域的特大洪涝。该天气学概念模型对夏季长江、淮河流域暴雨洪涝灾害预报有重要指导作用。
2006年,陶诗言先生又提出,应将亚洲急流的Rossby波作为东亚夏季风系统的一个新成员的观点。他认为,亚洲急流上的准静止Rossby波可以激发出我国沿海海岸长波脊的建立,西太平洋副热带高压朝着长波脊方向伸展,当长波脊持久维持时形成长江中下游高温酷暑。相反,当我国沿海海岸长波槽持久维持时西太平洋副热带高压南撤和东退。
陶诗言先生提出的上述理论观点和揭示的新事实,对于我国的天气预报工作具有重要的指导意义,构成了我国天气学的理论基础。
四、重视理论,注重实践,为气象事业作出杰出贡献
20世纪50年代,由于在天气预报方面的突出贡献,陶诗言先生于1956年获全国先进工作者称号。20世纪60年代,陶诗言多次奔赴“两弹”试验基地,出色地完成了原子弹、氢弹及导弹试验的气象保障任务,1964年荣获二等功,1966年荣获一等功。1978年陶诗言先生荣获全国科学大会奖,1980年获国家科委和国家农委颁发的科学技术成果推广应用奖,1987年因东亚大气环流研究(与叶笃正院士等合作)获国家自然科学一等奖,卫星气象学研究获国家自然科学三等奖。他的《中国之暴雨》研究获1992年中国科学院自然科学一等奖。1996年获“何梁何利”基金科学与技术进步奖。陶诗言先生除在气象科学领域的研究取得了重大成果外,还在环境科学、海洋气象学、高空气象学和地理学方面有所成就。鉴于陶诗言先生的杰出贡献,2007年3月台湾著名学府中国文化大学授予陶诗言先生荣誉理学博士学位。
除了科研工作外,陶诗言先生还将很大的精力放在培养青年科技人员方面,几十年来,他培养指导的一批又一批的研究生,活跃在国内外大气科学领域,他推荐的许多优秀的青年科学工作者到国外学习深造,其中有些人学成后回国在大气科学领域发挥着骨干作用。他积极关怀和支持研究所的工作,曾长期担任研究所学术委员会主任职务,为研究所的科技事业发展和不断取得优异成就做出了极为重要的贡献。
陶诗言先生刻苦钻研,勤奋工作,严谨治学,为人正直,虚怀若谷,仁爱厚德,淡泊名利,是一位品格高尚的著名科学家。年事已高的陶诗言先生在科学研究上卓有成就,但每天仍孜孜不倦地学习和研究,他的高尚品德、执着的科学精神,坚持“科研成果要为气象业务所用”的重视理论研究又注重天气实践的科学态度,是科研的最高境界,是我们学习的楷模。陶诗言先生用生命谱写了精彩的人生,为后人树立了光辉的榜样。他的逝世是中国科学界的一个重大损失。我们深切缅怀陶诗言先生,沉痛悼念陶诗言先生!
陶诗言先生永远活在我们的心中!