【走進中科院蘭州分院】 高由禧:高原氣象學研究的先驅

　　原標題：【壯麗70年·奮鬥新時代 慶祝新中國成立70周年 百名記者走基層】 

　　【走進中科院蘭州分院】  

　　高由禧：高原氣象學研究的先驅

正在查閱資料的高由禧

高由禧與青年科技工作者一起研討

高由禧參加國際學術交流活動

《西藏氣候》一書

高由禧主持召開高原氣象會戰匯報會

　　新甘肅·甘肅日報記者 秦娜 通訊員 李麗 王晶 劉曉梅

　　青藏高原科學考察研究是我國最具特色的重要研究領域之一，在世界自然科學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，這也讓很多人回憶起46年前的第一次青藏科考。當年，我國著名氣候氣象學家高由禧院士，帶領老一輩科學家克服重重困難，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研究領域的部分空白，而且將高原氣象學研究推進到新的廣度與深度。

　　高由禧一生中對颱風、東亞季風、青藏高原氣象、西北乾旱氣候進行了深入研究，直接參與了兩次世界矚目的青藏高原氣象科學實驗，他是我國颱風、季風天氣氣候學和高原氣象學等研究領域的倡導者和開拓者之一。

　　觀風測雲，探知氣象變幻；勵志篤行，追求科學理想。這一生，他從未缺席。

　　1 生於亂世，心懷科學救國理想

　　1920年2月14日，高由禧出生於福建省福清縣龍田鄉下河樣村的一個貧苦農民家庭。父親把從小喜歡讀書的他視為家族的希望，全家節衣縮食供他一個人上學。

　　中學時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。高中畢業時，因父親病故家中經濟困難，他在母校融美中學當了一年教師。

　　九一八事變爆發後，日本帝國主義的鐵蹄踏碎了高由禧的夢想，他眼見國民黨政府腐敗無能，勞苦大眾在戰爭和貧困中掙扎。深受科學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，必須要提高科學文化水平、發展科學事業，因此他始終沒有放棄繼續讀書的念頭。

　　1940年，高由禧考入重慶中央大學化學系。由於經濟困難，他一邊上學一邊打零工，不料卻染上了瘧疾，雖然在朋友和同學的幫助下治好了病，但身體已無法支持長時間大量的化學實驗。當時，他有幸聆聽了竺可楨、趙九章、涂長望等教授的演講，對氣象產生了濃厚的興趣，於是轉入地理系專攻氣象專業，從此與氣象結下了不解之緣，並立志科學救國。

　　經涂長望、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。研究所學風嚴謹，每兩周由助理研究員輪流作一次學術報告，所裡高級研究員在旁聆聽，如果報告不好，往往會被嚴厲批評。不僅如此，當時研究所還要求用英文發表論文。良好的科研氛圍深深吸引著高由禧，每天晚上，他守在油燈下讀書，只想多學一點，多記一些。

　　不久後發生的一件事深深地觸動了高由禧。當時，他正在做的一個研究課題急需一些科學資料，可這些資料都保存在國民黨空軍部隊。所長帶著他去借，誰想到，接待他們的人說：「我們的資料嘛，用完後都送到美國去了，你們需要，就到美國去要吧。」至此，他才明白了，中央研究院不過是國民黨的一個花瓶、擺設而已。他空懷報國救國之志，學到的知識卻無實際用途。

　　2 填補空白，投身國民經濟建設

　　即便在科研不被重視的環境下，高由禧仍然全身心投入到自己熱愛的科研工作中。1948年，他發表了第一篇論文《東亞自由大氣之運行》，開創性地論述了東亞環流的季節變化，首次提出中國有冬季風的概念。中國科學院在1954年編集1949年以前各學科代表性論文時，這篇文章被選進氣象學一卷。

　　「千裡馬」終有遇到「伯樂」的一天。這一天並沒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，在經費緊缺的情況下，為氣象科研所調撥60萬斤小米，作為購買地球物理探礦儀、地震儀、地磁儀和氣象儀器的費用，並增加了人員編制。這讓科研人員看到中國共產黨發展科學事業、強國富民的決心。「有了共產黨，中國才有了希望，科學才有了前途。」對此，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年代開始，高由禧進入了科研的「豐產期」。他在中國科學院地球物理所氣象組與葉篤正合作，從事東亞氣候研究。他領導一個小組研究東亞季風問題，那是繼竺可楨先生1935年發表我國第一篇有關東亞季風氣候文章以來，比較全面、系統的東亞季風研究。此後，這個小組發表了大量文章，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概念。他提出：除海陸季風外，全球還有南北半球季風、行星環流季風、平流層季風、高原季風等五種季風和相應的四種形成機制，以及哈德萊、瓦克和季風垂直環流等三種季風維持結構。研究還發現，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，與氣壓場相對應，在高原1000米的高空，形成一個冬夏盛行風向相反的季風層。這一發現對研究青藏高原及其周圍地區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》雜誌社和中國地理學會於2009年發起的「中國地理百年大發現」中。

　　在科研上不斷取得突破的同時，高由禧積極投身國民經濟建設，服務國家需求。新中國剛剛成立就遇到帝國主義的經濟封鎖，當時橡膠是國內緊缺的生產物資之一，國內從來沒有種植橡膠的記錄，究竟能不能種？除了種植技術外，首先要找出我國有沒有適合種植橡膠的地區。高由禧接到任務後，決定從氣候的角度來解決問題。考慮到海南島與產膠國印尼、泰國氣候相近，高由禧利用氣象資料對海南島的氣候特徵進行了詳細研究，指出海南島的植膠、產膠在大氣候上的問題所在，提出了利用不同地區小氣候，揚長避短種植橡膠樹的建議。

　　1950年，為了抗美援朝，我國前線部隊急需臺灣海峽、朝鮮及東亞地區的颱風預報，但掌握著太平洋地區氣象資料的國家拒絕提供。解決颱風預報的重任又壓在了高由禧身上。沒有當時的氣候資料，他在歷史資料中找規律，總結出颱風的路徑及其與天氣型的關係，提出以地面天氣型預報颱風路徑；以鄂霍次克和白令海上氣統的變換加深，作為西風環流改變的指示和颱風轉向與否的指標等。這些方法現在看起來是很簡單的，但在當時卻是首次應用且行之有效的。

　　為治理黃河，國家啟動三門峽水庫建設。1954年，高由禧等受中國科學院委派，研究了黃河流域降水的氣候特徵及其暴雨與旱澇的關係，創造性地應用了「相關性排表法」，對三門峽水庫的設計具有重要的參考價值。

　　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，不斷開拓和指導了氣象學的許多綜合研究工作。他提倡學科交叉和綜合研究，積極引入和應用新思想、新方法和新技術，將理論與實踐緊密結合，強調氣象學要為農業、水利工程、國防建設和其他國民經濟建設服務。

　　3 紮根西部，推動高原大氣研究

　　1958年，中科院成立了改變西北乾旱面貌工作組。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，奔赴祁連山進行人工化雪實驗，並成立了地球物理研究所蘭州地球物理研究室，負責管理蘭州觀象臺業務。從此，高由禧的個人命運便與大西北緊緊地聯繫在一起。

　　歷經了「文革」磨難，1972年，高由禧從「牛棚」解放出來。1973年，中國科學院青藏高原綜合科學考察隊正式成立，他作為首席科學家，帶領隊員進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，更別提是在那個本來就十分艱難的年代進行科考活動了。從交通到安全，從吃飯到住宿……樣樣都是難題。高由禧率領考察隊在很多沒有路的地方行進，冰川、雪山、懸崖、峭壁……經常是一個事故連著一個事故，考察隊一次次陷入險境。由於捨不得使用昂貴的固體燃料，高由禧和隊員們常常在後半夜被凍醒；在無人區，大家又經常面臨沒有飲用水的絕境。

　　就是在那樣惡劣的環境中，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的平均氣候特徵，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院蘭州高原大氣物理研究所。從此，這裡就成了我國西部大氣科學與環境科學基礎應用研究的主力科研機構。

　　圍繞高原氣象研究，高由禧帶領團隊做了很多工作。《青藏高原氣象學》《西藏氣候》兩本專著，就是那幾年完成的。其中，第一本有關西藏地區氣候的專著《西藏氣候》一書，首次在高原上劃分了氣候帶，對工農業生產和國防都有著重大的實用價值。1979年，他組織開展了青藏高原第一次大型野外觀測試驗，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院院士，已過花甲之年的他依舊幹勁十足。他說：「想趁自己眼睛還能看見，耳朵還能聽見的時候，爭取為國家多做一點工作。」

　　在著名氣象學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和研究所的近百名科學家參加了這個試驗。試驗以地氣間水分和能量交換為中心，著重研究乾旱區陸面物理過程，為改進其參數化提供觀測依據，同時也為甘肅河西地區農業可持續性發展提供節水和合理用水的方案。當時那項試驗的觀測期之長、觀測項目之全，是以往其他同類試驗所沒有的。

　　正因為在全球變化研究中的重要意義，HEIFE試驗一開始就備受國際科學界的關注，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。以系統的觀測事實證實了綠洲的冷島效應，臨近綠洲沙漠的逆溼現，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境的影響。

　　作為高原大氣物理研究所的創始人和學術帶頭人，高由禧在機構組建和調整、研究隊伍建設和學科方向確定等方面運籌帷幄，帶領研究所不斷壯大，逐漸發展成一支學科齊全，能夠多兵種、大兵團聯合作戰的學術力量兵團。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境與工程研究所。

　　鬥轉星移，時光流轉。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境，給我們提供了研究陸氣相互作用的絕佳場所。」

　　2001年3月3日，高由禧院士在蘭州去世。他一生戰鬥在科研第一線，為我國高原氣象學的發展作出了卓越貢獻。時至今日，他的學術成就和學術思想依舊啟發和引導著後輩的研究工作。

　　圖片為資料圖，由中科院西北研究院提供。