中國氣象之父竺可楨,在氣象學上做出了哪些貢獻?

2020-10-17 平靜的黃土地

作為中國近代氣象事業的奠基人,竺可楨在氣象學研究和組織管理方面的很多工作都是開創性的。他到底在氣象學方面從事了哪些研究?提出了哪些理論?有什麼樣的獨到見解?對我國氣象學科發展有什麼樣的促進作用?讓我們一起去了解和學習。

美國求學期間,竺可楨就開始了我國颱風的研究,在遠東氣象界因為颱風研究的權威獲得很高的名望

在美國上學期間,竺可楨發表了一批學術論文,重點是在研究中國的雨量,這是中國雨量研究的啟蒙。


隨後,竺可楨將研究的重點轉移到颱風的問題上。在我國的東南沿海,颱風對農業、航空以及人們的生活造成了很大的影響和危害,但對颱風的認識卻非常的有限。

1918年,在《颱風中心的若干新事實》中,竺可楨指出,颱風眼中的溫度劇烈升高,是因颱風眼中有下沉氣流導致,這一觀點在當時很新穎,在現在依然正確。


歸國之後,竺可楨繼續對颱風進行了研究。1924年發表的《遠東颱風的新分類》和1925年發表的《颱風的源地與轉向》,對1904-1915年間出現的247個颱風的季節分配源地、運動路徑、轉向地點,進行了研究,提出了新的颱風分類方法。他將颱風分為6大類,即:中國颱風、日本颱風、印度支那颱風、菲律賓颱風、太平洋颱風、中國海颱風。同時,又分了21個副類。在分類的基礎上,對各類颱風的活動特點作了概括。


這些研究,奠定了竺可楨在20世紀20年代颱風研究中的權威性,使他在遠東氣象界有了很高的名望。




籌建氣象研究所,並擔任所長,中國有了屬於自己國家的氣象事業

1925年,東南大學領導鬧派系,竺可楨離開南京,在上海商務印書館擔任編輯。


1926年,竺可楨受聘於南開大學,在該校任教。


1927年,竺可楨重返東南大學,任地學系主任。期間曾受中國科學社派遣,至東京出席第三屆泛太平洋科學會議。在這次會議上,中國的科學工作者受到了歧視,只允許他們參加會議,不允許發表論文。竺可楨對此極為憤慨,決心一定要發展我國的科學事業。


1928年,應中央研究院蔡元培院長和楊銓總幹事的邀請,竺可楨開始在南京北極閣籌建氣象研究所,辭去中央大學地學系主任職務,任氣象研究所所長。開始全力創建北極閣氣象臺的地面和高空觀測、天氣預報和氣象廣播等業務,推動全國氣象臺站建設,培訓氣象人才,帶頭開拓氣象研究。


在此之前,中國沒有自己的氣象事業。在中國的領土上,帝國主義侵略者在自己控制的區域建立有測候所,目的也只是為了他們的航運服務。所有的氣象資料的分析和颱風的警報,都在上海徐家匯觀象臺,被法國天主教神甫所控制。


竺可楨提出了《全國設立氣象測候所計劃書》,爾後堅持加以推行。為適應各地建立臺站需要,竺可楨領導氣象研究所先後4次舉辦培訓班,並親自授課,培養了近百名業務骨幹;還編寫出版了《測候須知》、《國際雲圖節略》等多種業務指導用書;還以各種方式向各地積極提供幫助。在這進程中,竺可楨為整頓和統一全國氣象業務,曾擬出《全國氣象觀測實施規程》,通過政府頒令全國實施,還在1930-1937年間連續主持召開過3次全國氣象機關聯席會議,使我國氣象事業的發展逐步走向統一規範化的軌道。


竺可楨和40多位同事一起努力,在全國宣傳和推廣氣象臺站的建設,八九年時間裡,全國共建設了40多個氣象臺,100多個雨量站,開展了地面與高空氣象觀測、天氣預報、無線電氣象廣播等業務。開始著手整理和出版中國的氣候資料,研究中國的天氣和氣候。這些工作,為中國現代氣象事業的發展奠定了基礎。


1929年起,竺可楨屢次被選任為中國氣象學會會長。


1933年,竺可楨參加第五屆泛太平洋科學會議,為中國代表團首席代表。


1934年,竺可楨與翁文灝等發起成立中國地理學會。


1935年,竺可楨派人設立拉薩測候所。在當年,被選為中央研究院評議員。





首開東亞大氣環流研究,釐清我國氣流變化的季節特徵以及影響系統

氣象觀測站的建立,獲取了一定的氣象資料,利用這些氣象資料,竺可楨開始對我國的天氣氣候進行深入研究。


1933年,在參加第5次太平洋學術會議上,竺可楨提出了著名的《中國氣流運行》一文,這是我國第一篇研究東亞大氣環流的文章。


文章描述了1、4、7、9月,我國地面氣流運行的特點,高空氣流的四季變化。指出,中國不同季節的氣流變化,受到西伯利亞高氣壓、印度低氣壓、北太平洋高氣壓和阿留申低氣壓等4大活動中心的控制。


冬季,西伯利亞高氣壓籠罩亞洲大陸,冬季風從大陸吹入海中。夏季,亞洲大陸成為了低氣壓區域,夏季風從海洋吹響大陸。春季和秋季則是季風轉向的時期。



深入開展我國季風研究,成果成為經典之作

1934年,竺可楨在《地理學報》上發表的《東南季風與中國雨量》一文,是中國季風研究的經典之作。


文章印證了我國古代海外貿易利用季風航行的記載,討論了季風的成因,將我國的季風和典型的印度的季風進行了比較,找出了它們的相同與不同。同時,分析了夏季季風的活動和我國的降水的關係。


文章指出,夏季的季風,是為我國帶來降雨的來源。當夏季的季風比較強盛時,長江流域以旱為主,華北地區則以澇為主。反之,當夏季的季風比較弱時,華北地區主旱,而長江流域主澇。


這篇文章得出的結論,現在依然正確,為我國季風研究和長期天氣預報,提供了重要的基礎。




提出中國氣候分類標準,劃分我國8個氣候區域

竺可楨很重視中國的氣候研究,把中國的氣候作為他的研究內容之一,在氣候和區域氣候方面的研究有首創性,為後來的學者的進一步研究提供了很好的範例。


1922年,竺可楨發表的論文《南京的氣候》,是我國最早的地方氣候志研究文章。將南京的氣候和全球同緯度其他地方的氣候進行比較,說明了南京冬冷夏熱的氣候特點。


1930年,竺可楨發表《中國氣候區域論》一文,列舉了世界上幾種通用的氣候分類方法,並評述了這些方法在中國應用時產生的利弊。按照氣候對農業的影響,竺可楨提出了適合中國的氣候分類標準。在中國,東部主要參照冬季的氣溫,而西北乾旱地區主要參照降雨量的多少,將中國劃分為8個氣候區域。這一氣候區劃,由於和地理環境較符合,被廣泛採用。隨著科技的發展,資料的豐富,新的氣候區劃不斷出現,但竺可楨所進行的氣候區劃至今依然有一定的參考價值。


1936年1月,竺可楨又發表了《中國氣候概論》一文,是對中國氣候的最早闡述。對我國的高空氣候進行了初步的分析,提出我國的地域廣闊,氣候覆雜,需要對我國的氣候作出適當的區劃。


在解放後,他依然對中國的氣候區劃和區域氣候的研究很關注,並做了很多工作。



每天記日記,38年,800多萬字,成為物候學的珍貴資料

竺可楨在哈佛大學留學期間就養成了記日記的習慣,除了1935年以前寫的日記在抗日戰爭期間丟失以外,從1936年1月1日到1974年2月6日的日記,總計38年零37天,這期間沒有一天中斷過,全部完整地保存著。


每天記日記,是他的嗜好,他一生記了厚厚的幾十本日記。這些日記是用蠅頭小楷寫的,共計800多萬字。直到他去世前一天,他還用顫抖的手在日記本上記下了當天的氣溫、風力等數據。


翻開竺可楨的日記,可以看到,在每天的正文前,都記載著當天的天氣情況,比如天氣陰晴啦、風向風力。還記下花開花落、春去冬來等等。


這些日記竺可楨可不是隨便記的,他把這些是當作一項科學觀察的工作來做的,非常認真、細緻。


竺可楨十分重視物候學研究,他說:「一個地區的物候歷,只要一個普通農民受短期訓練,從一小塊地面上,持之以恆進行觀測便可作出。對於預告當地一年四季的農時,就大有裨益。這比單純依靠有關節氣的農諺來預測農時,更為確實可靠。」


1931年,竺可楨發表文章《論新月令》,分析了1921-1931年南京的物候記錄,指出用物候預測農時,比簡單地用二十四節氣從事耕作更為合理,認為應該開展物候觀測,制定新的農曆。


在宛敏渭的協助下,《物候學》一書1963年出版,1973年增訂,凝聚了竺可楨多年研究心血,結合我國的實際,特別是農業生產的實際,系統地介紹了物候學的基本原理,我國豐富的物候記載,世界各國物候學的發展,物候學的基本定律,利用物候學預告農時的方法。在增訂版中,又提出從生理學、遺傳學等方面探索物候奧秘。


自1934年起,他在我國組織物候觀測,1962年發起組織了全國物候網,物候觀測至今一直在進行。




追根溯源,引經據典,追溯中國5000年氣候變化規律

氣候變遷是竺可楨一生用力最多、成就最大的一個研究領域。竺可楨是歷史氣候學的創建人、奠基人,其中歷史氣候變遷是他用力最多、成就最大的一個領域,蜚聲國際科學界。


1924年,竺可楨發表《南宋時代我國氣候之揣測》,根據南宋時期春季終雪日期比較遲,大寒年數比較多,還有太陽黑子的記錄,推斷出南宋時期的氣候比唐朝、明朝和現代要冷。


1925年,1926年,1931年,竺可楨在幾種中外刊物上發表了有關中國歷史上氣候變遷的研究論文,分析了我國2000年來的水旱資料,強調了氣候波動學說,認為我國第4、6、7世紀較幹,12至14世紀較溼潤,15世紀又較幹。


1961年,竺可楨發表的《歷史時代世界氣候的波動》一文,對於研究氣候變化的起因是一個很有意義的探索。他在該文中闡述了20世紀上半期氣候變暖的事實,並追溯整個歷史時期以至第四紀各國水旱寒暖轉變波動的歷程,以中國歷史上的寒冬與歐洲記錄相比較,從而發現17世紀後半期長江下遊寒冷期與歐洲的「小冰期」是一致的。


1972年,竺可楨正式發表的《中國近5000年來氣候變遷的初步研究》一文,是他數十年辛勤勞動所取得的重大成果。文章系統地論述了我國5000年來的溫度變化,指出在5000年中的前2000年,黃河流域年平均溫度比現在高2℃,冬季溫度高3―5℃,與現在長江流域相似。但後3000年,有一系列的冷暖波動,每個波動約歷時400-800年,年平均溫度變化範圍為0.5-1.0℃,指出氣候波動是世界性的。如此長時期、大範圍,根據非常複雜的歷史資料,應用新的理論和方法,作出氣候變化定量分析,在國際上是罕見的,外國書刊競相介紹、引用或轉載。

(圖片來自網絡)


本文在寫作過程中參考了公開刊物上發表的文章,參考文獻隨後會在本公號上登載,在此向他們表示感謝。

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