“讲科学家故事,忆科学院传统,助科学院发展”
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怀念杨鉴初先生
来源:大气所 梁幼林   时间: 2019-01-10    字体大小[]

杨鉴初(1915-1990),气象学家,江苏宜兴人。中国长期天气预报研究与业务工作的先驱者,日地关系研究的开拓者。1935年毕业于中央研究院气象练习班。曾任中央研究院日观峰气象台观测员、气象研究所技士。建国后,历任中央军委气象局与中国科学院地球物理研究所联合资料中心主要研究人员、大气物理研究所研究员。他还曾担任中国气象学会理事,北京气象学会理事长,《气象学报》编辑委员会委员,发表论文54篇,专著四本,科普文章十余篇。1951年提出长期天气预报的历史演变法,被称作杨鉴初方法。1958年,和叶笃正先生四人合作在Tellus上连续发表三篇论文,向国际学术界展示我国学术水平,深受重视。1959年,他论述了物理气候系统的强迫因子,继而提出“一个太阳活动单元”的观念,开辟了“太阳活动与气候”研究方向。50年之后,2007年政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组发表第四次科学评估报告(AR4),把这一研究方向归结为气候变化的自然强迫。杨鉴初先生用三篇论文论述臭氧与太阳活动的关系,AR4印证了太阳活动和臭氧层总量确实存在关系。杨先生十分重视气象科普工作,他写的《知识丛书》《日地关系》出版后发行达27万册,得到钱学森先生的好评。

一、简 历

杨鉴初先生1915626日(农历一九一五年五月十四)生于江苏宜兴,1990117日(农历一九八九年十二月二十一)因肺心病医治无效不幸逝世于北京,享年74岁。

杨鉴初先生原本出身于一个富裕家庭,但在他五、六岁时父亲因病去世,他是家中独子,没有兄弟姐妹,只留下孤儿寡母,还有一大家子眷属。家道中落的他从未享受过富足的生活,中学时曾经去吃别人丢在桌子上的肥肉,晚年后还用自嘲似的口吻以此激励晚辈。虽然生活艰辛,但家庭的底蕴犹在,杨先生自幼就聪明好学,而且兴趣广泛,特别是在母亲的谆谆教诲下,成为家乡同龄人中,书读得最多最好的有为少年。与他齐名的我国著名科学家或受过高等教育,或海外留学归来,但他有一个显著区别,最高学历只是江南一所普通高中毕业,他后来取得的成就几乎都是靠自学和刻苦钻研得来。

1934年,19岁的他参加了国立中央研究院第三届气象学习班考试,因为当时国内经济萧条,就业困难,鉴于从事气象工作职业有保障,待遇较好。且因竺可桢先生主持考试,很多已在大学就读甚至是多年在中学任教的老师都争相报名,总共530余人。而杨鉴初先生以一个高中毕业生的资历在众多竞争者中脱颖而出,名列40人的正取名单。自此在竺可桢先生门下,他走上了气象学道路。

1936年,泰山日观峰气象台全部竣工,到1937年沦于日寇之手期间,杨鉴初先生曾在那里工作了一年时间。那里工作和生活条件相当辛苦,与他同在山上共事过的陈学溶先生回忆,“居所房间狭隘,无回旋余地。还常为云雾笼罩。寒冷季节,电传风向风速计的头部易为雾凇冻结,须冒着烈风和严寒攀上十多米高的铁塔去修理,有时风杯由于冻结不能转动为狂风吹落,还得到玉皇顶后乱石中设法找回。冬半年皆用牛粪火炉取暖,仍常滴水成冰。盛夏常雷电绕室,曾有工人被雷电击毙。”后来杨鉴初先生根据泰山观测资料写成论著《泰山气压及温度之升降》。离开泰山之后,杨鉴初先生历任中央研究院气象研究所技佐、技士之职。

解放后,杨鉴初进入中国科学院地球物理所工作。195012月,杨鉴初先生所在的地球物理所与军委气象中心合作成立“联合天气分析预报中心”(简称“联心”)与联合资料中心(简称“联资”),由军委气象局直接领导,办公地点设在西郊公园(现在的北京动物园)军委气象局内。"联资"一个重要任务是为解放台湾与抗美援朝战争进行中长期预报的气象资料的分析整理工作;另一个重要任务就是为恢复和发展经济,制作一年以上的长期天气预报。当时世界上没有制作一年以上长期预报的先例,资料丰富的美国也只做到5-7天的预报,还没有一个月的预报;苏联用历史天气图生成的长期预报也只有3-5个月时效。而国内台站稀少,历史天气图不足。在这样的条件下,杨鉴初先生充分利用仅有台站积累的历史资料,对我国长期天气预报进行了深入系统的研究。他于1951年在《天气月刊》发表了《运用气象要素历史演变规律做一年以上长期预报》一文,所提出的长期天气预报方法被誉为杨鉴初法,并立即用于实际预报业务中,《人民日报》曾载文对此做过介绍。

1953年,资料条件得到改善,杨鉴初先生系统介绍了《苏联天气图方法的长期天气预告》,带领一批年青人结合我国以及亚洲上空大气环流实际,研究苏联长期天气预报的基本概念和独特预报方法。在后来的1959年他又发表论著,从东亚大气环流自然天气季节出发,提炼出我国自己的《季节长期天气预报一个方法》。差不多就在那时,已到不惑之龄的杨先生还自学了英文、俄文。

1955年,“联心”与“联资”两个中心完成任务后撤销,在那个特别的年代里为巩固新生的共和国作出了无法磨灭的贡献。在“两联”的日子中,杨鉴初先生还为我国培养了一批长期天气预报业务和研究方面的专家。“联心”与“联资”为创建中国气象事业及培养气象干部作出了重大贡献,也奠定了杨鉴初先生作为中国长期天气预告的创始人的历史地位。

在回到地球物理研究所,杨鉴初先生把历史资料分析用于气候研究和大气环流研究领域,与叶笃正、陶诗言、顾震潮合作,开创了气候研究联系实际方向,填补了气象学研究的空白,深受国际大气科学界的重视。当时他们四人一起被外界称为“叶顾陶杨四大金刚”,后来业内也有“叶顾陶杨精神”之说,指的就是在那个特别的年代里,年轻的科技工作者无私地团结在一起,为祖国为一种科学精神忘我的工作。后来获得2005年度国家最高科技奖的叶笃正先生回忆说,当时四人合作完成并在国际著名气象学杂志Tellus发表的三篇论文具有非常重要的意义,陶诗言先生回忆说,中国的大气科学研究始终在跟随着世界大气科学的脚步。我们一直跟着跑,并没有落后多少。”2005年中科院为叶先生九十华诞的举办庆祝大会上,叶先生致辞中说:“一个科学工作者,一生的经历就好象是一出戏……这台戏的成功,不是一个人的成绩,而是大家的,是包括‘叶顾陶杨’在内的一个科学群体的成绩。”虽然当时杨先生已经辞世多年,但仍然可以感受到,与他共同创造了那一段激情燃烧岁月的同事兼战友的深切怀念,并令后代学者感慨。

进入20世纪50年代末到60年代,杨鉴初先生在原有研究的基础上认识到:依靠大气环流演变,最长只能做季节预告,由此开始关注外界强迫因素的影响,进一步转向并开创了日地关系研究新方向。杨先生把这个日地物理框架称为日地关系。1986年起,杨鉴初先生转入研究太阳活动与臭氧关系,同时关注低纬度云量和磁暴所调制的宇宙线高能粒子的关系。就太阳活动与臭氧关系,接连发表了2篇论文。到杨先生去世十六年之后,2007年,AR4认为太阳活动不仅影响全球臭氧总量并且影响距地面50公里平流层温度变化,讨论了宇宙线和云量以及物理气候系统对太阳活动响应的复杂性问题。

杨鉴初先生十分重视气象科学普及工作,发表科普文章十余篇。其中三篇发表在《人民日报》《光明日报》(19511955年),其他发表在《北京晚报》等媒体上,这些科普文章不仅介绍基本知识,并且用深入浅出、活泼准确的语言表达了学术思想。他写的《知识丛书》《日地关系》综合以上各种因素,出版后发行达27万册,对我国日地关系研究,普及日地关系科学知识,起了很大推动作用。

1989年,经中央批准的中国第一部大型人物词典《中国人名词典》当代人物卷收录了杨鉴初先生简历,在国内外发行。

二、学术思想和治学精神以及科学理念

1.独辟蹊径,面向数据建模

AR4IPCC第一工作组,2007)就气候科学近年快速发展的原因,表达了以下看法:同行专家评审论文,便于学者交流学术思想;研究方法和数据公开,便于其他学者独立重复,校验结论的可靠性;大气和海洋数据丰富且共享。杨先生不仅身体力行这三条,并严格要求学生在论文中准确叙述使用的方法,明确表达数据来源等有关信息。虽然气候科学发展到今天,与上世纪五十年代相比,不可同日而语。但是,新的理论有待发展,未知的内在机制有待认识,重温1951年,陶诗言和顾震潮两位先生的评论,温故而知新。对于独辟蹊径的含义,可从陶诗言、顾震潮两位先生的评论中得到启发。陶先生说,这种从气象要素变化规律为依据做出的预报方法与先从理论出发然后预告气象要素变化的方法不同,但即使将来理论上对变化原因了解后,此法仍然是可以用的。顾先生从物理学发展角度评论:这种情况犹如物理学史中未知内在机制而用“虚功原理”解决问题。虽未知原因,但在解决问题中很有用。现在能用运动方程解决问题了,但“虚功原理”仍有用。长期预告中杨鉴初方法也类似“虚功原理”那样地可用。

2.已有的科学结论仅是打开通往未知世界大门的钥匙

杨先生十分重视世界科学发展前沿,体现在他的论文对当时世界上通用的长期预报方法评论,或系统介绍或用科普方式引进适用的世界前沿科学成果。他不但身体力行,还要求学生写论文之前至少要阅读30篇以上有关科学文献,从具体问题提出到每个阶段的发展及其代表人物,都要写出评价性的读书报告。谆谆告诫学生,对每篇文献的结论“不可不信,不可全信”,要求学生取其精华,丢弃糟粕。不要沉溺在世界水平圈子内,像抽鸦片昏昏然“吸毒者”一样。更不能因为自己没有达到世界水平,盲目羡慕“吸毒者”,嗅着鸦片烟味,跟在洋人屁股后面跑。也不要借口世界水平不能解决,望而却步,放弃实际需要的研究方向。

杨先生把已有的科学结论看作打开未知世界的钥匙,从来不用已有的结论判断未知领域探索结果,对于有争议的研究方向,一方面指出“任重道远”,另一方面鼓励有为的学者积极地谨慎探索,期望从更为宽阔的天、地、生一体化视角,研究气候变化。例如,19754月,汤懋苍先生在百余人汛期预报讨论大会上,首次报告用地温做汛期降水预报的探索成果,杨先生在报告结束后,迅即走到台前,热情又语重心长对他说:“用地温做长期预报,这是一条新路,我相信方向是对的,不过,路还很远,你要准备吃苦。”。汤先生写道,“以后每次在工作中碰到困难,特别是1982年以前,困难很大的日子里,是杨先生的上述几句话,给我以力量,坚定着我的信心。”。十年后的1985年,请杨先生去参加成果鉴定会,他说:“你们的预报我都看过了,做得很好,这是长期预报的一个成果”。经鉴定“地温预报方法”获得1987年度中科院科技进步一等奖,在《中国旱涝分析和长期预报研究》著作的序言中他写道,“用地温做降水长期预报,这是国内首创,外国没有”。

3.刻苦治学,精益求精

杨先生在竺可桢门下从一个普通的高中毕业生磨砺成一名开创中国长期天气预报新局面的科学家。在赵九章先生为首的科研群体中,刻苦钻研,博采众家之长,开辟了日地关系研究的新方向。为了掌握太阳风和磁场以及地球电离层的关系,杨先生自学了等离子体,并写了等离子体天文成因的科普文章。他从大磁暴之后的三个月内我国温度演变反映出27天太阳自转周期的特征,认为太阳自转带动日地空间磁场旋转,太阳风在日地空间中的运动具有旋转磁流体特征。在和学生讨论时,他用类比方式说,因为地球自转,地球大气的风大体沿大气等压线方向运动,偏离等压线的风叫做非地转风,总是向平行等压线方向调整,调整过程会释放出能量,达到地转平衡状态。提醒学生注意太阳光球黑子和相伴随的光斑是太阳大气在光球层的对流运动,上升运动温度降低,成为黑子,下沉运动温度增加,形成光斑。一部分剧烈向上的等离子体流可以穿过色球层、日冕,最终形成太阳风,在离开扰源后,沿磁力线方向运动,好似地球旋转引起风场沿等压线运动一样。认为:太阳活动可能是光球内部产生剧烈扰动,致使太阳大气等离子体流偏离磁力线,相当于地球上的非地转风成分,向适应磁力线方向调整,调整过程释放的能量以及伴随产生的“非地转风”,分别是人们所观测到的电磁辐射异常能量,太阳扰动喷射的带电粒子流相当于地球旋转流体的非地转风,用类比方式深刻揭示了“一个太阳活动单元”的内在联系。他以渊博学识写出《日地关系》获得钱学森好评。以他的特长和当时的学术水平,加上赵九章和钱学森两位先生的赏识,进入空间科学从事空间“天气预报”研究,是完全可能的。当时空间科学技术是个热门领域,许多科技工作者望门而不得入。在地球气候变化和空间“天气预报”两个研究领域的取与舍之间,他没有见异思迁,随风起舞。反而选择了前者,显示出他对气候研究的迷恋情怀,更体现了他追求学问精益求精的思想境界。

4.献身大气科学

即使在“文化大革命”期间受到冲击,他仍然抱病一如既往地从事科学研究;年轻学者上门求教,他热情不减提出自己的见解;力所能及参加一年一度的长期天气会商;出席有关学术会议。

不但治学上淡泊名利,在“叶顾陶杨四大金刚”中,他们家居住面积最小,7口人,居住在58平米的陋室中,用一个人工资维持全家生活。但是,他从来不去争房子、工资、学术待遇,而是把精力放在科学研究上。令人想起孔子对颜回的评价“一箪食,一瓢饮,在陋巷,人不堪其忧,回也不改其乐。贤哉回也!”

5.科学群体和个人

杨鉴初先生从建国初期就幸运地生活工作在大小两个科学群体中,小的科学群体就是包括叶、顾、陶、杨在内的大气科学研究群体,大的科学群体是以赵九章先生为首的原地球物理科学研究群体。叶笃正、顾震潮、陶诗言三位先生对杨先生的工作给予中肯的点评,出生在中国文化底蕴深厚家庭的杨先生产生了“俞伯牙摔琴谢知音”的情怀,四位先生学术思想不但实现了密切交流并对彼此观念心领神会,一人提议,大家动手,各展所长,取长补短,联合发表论文。杨先生的后人认为他的成功固然来自本人的聪颖、刻苦,同时和叶笃正、顾震潮、陶诗言以及他本人之间的团结密不可分。杨先生去世后,整理他的遗物,发现从事电离层和地磁、宇宙线研究领域内同辈学者给他的论文单行本,凝视这些单行本想起,在论文发表前,他和这些领域的学者就论文内容进行的融洽的学术交流,为他博采众家之长提供了第一手信息。在治学路上同心同德演变成大科学群体“个人负责,集体带研究生”的局面,著名地球物理学家顾功叙先生(地球物理所副所长)把大气科学的研究生请到他的办公室,就降水和地表应力关系,谈到他简化的初步估算结果,提出旱涝对地球板块移动可能存在影响,希望研究生关注学科交叉发展。群体内科学家之间学术交叉带来通家至好,三年困难时期,杨先生全家生活困难,为了给他们补充营养,叶先生经常请他们全家吃饭,希望杨先生保持充沛精力从事大气科学研究。文化大革命时期,赵九章先生遭到不公平对待,杨先生小女儿也去上山下乡,当春节回家时,赵九章夫人代表老先生带着香蕉来家探望。叶、赵两位先生的举动,给杨先生在天灾人祸困境中坚持治学带来了莫大的力量。这种氛围也体现在他对年青人的关心和培养上,杨先生一贯关心培养年轻的科技人员。他有许多学生,我国很多长期预报工作者都受到过他的热情帮助和亲切指导,所内外青年科技工作者无不为他的积极支持和热情扶植所感动。

杨先生从一个普通高中毕业生成长为科学家,由此坚信:科学研究是个群体事业。所以与多数科研工作者不同,把科普作为科学研究工作一部分。相应的科普文章呈现两个特点,一方面介绍当代最新的成果,另一方面以生动活泼而又准确的语言表达自己的学术观念,希望具备中学毕业学历的有为青年在高起点上走向科学研究道路,提高国家科学水平。

 
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