高由禧院士:观风测云探知气象变幻 科学的春天四十年

　　来源：科学大院

　　福建省福清县江镜镇南宵村下和洋自然村，从村头走到村尾不过10余分钟的小小自然村，却走出了该县第一位中科院院士――1920年2月14日，我国著名气象学家高由禧诞生在这里。


高由禧（1920-2001）

　　耕读传家“院士故里”

　　下和洋村重文尚学，文化氛围浓厚。据该村村民介绍，最初村民们集资打算建造祠堂，在几位重视文化教育的乡贤看来，知识就是力量，知识能改变命运，学堂的建设更为重要。于是，下和洋小学应运而生，也成为了高由禧知识启蒙的地方。

　　彼时，没有人注意这个普通的贫困农民家庭如何在艰难条件下日夜劳作、省吃俭用，供孩子念书。高由禧从小学到中学，拼命读书，因为学习努力，记忆力强，一直是学习尖子。

　　不大的下和洋，传承了各俱特色的科教世家、侨贤世家、数学教育世家、艺术世家、医药世家，人文荟萃成为下和洋的一大亮点。学校的创办，不仅走出了高由禧院士，也为后世子子孙孙留下了耕读传家的良好风气。


来源：福清侨乡报（夏巧鸿）

　　中学时的高由禧立志当一名人民教师，靠着自己的奋斗，把文化知识传播给苦难的乡亲。高中毕业时，因父亲病故家中经济困难，他在母校融美中学当了一年的教师。

　　九一八事变爆发后，日本帝国主义的铁蹄踏碎了他的幻想。他迷惑不解，日本弹丸之地为什么敢欺负中国这么大的国家？虽然他有一颗爱国心，也参加过抵制日货、抗日救亡的运动，但他不知道，中国的出路在哪里？个人的前途在哪里？

　　1940年高由禧报考大学并同时被西南联合大学、云南大学、广西大学、中央大学（重庆）录取，他选择了去中央大学（重庆）读化学系。由于经济困难他一边上学一边打零工，不久染上疟疾，虽然在朋友和同学的帮助下治好了病，但身体已无法支撑长时间大量的化学实验。当时他有幸听到了竺可桢、赵九章、涂长望等教授的演讲，对气象产生了兴趣，于是转入地理系专攻气象专业，从此与气象结下了不解之缘。1944年夏季高由禧大学毕业，获学士学位。在那里，他亲眼看到国民党政府的反动、腐败和无能，看到了国民党政府发动内战将枪炮对准国内万万同胞。他把全部精力放在自己所学的专业上，立志以科学来救国。

　　1945年底由涂长望、竺可桢介绍，高由禧到中央研究院气象研究所当助理研究员，在赵九章的指导下，开始了他的科学研究生涯，除从事研究工作外，还负责天气图分析工作。当时，偌大的一个研究所，连同打更的、做饭的、看门的，总共只有十几个人。安静得令人心焦的环境，反而成为他吮吸知识琼浆的最好场所。研究所学风严谨，每两周由研究助理员轮流作一次学术报告，所里高级研究员在旁聆听，如果报告不好，往往严加批评，并要求用英文发表自己的论文。良好的科学研究环境，深深吸引着高由禧，每天晚上，他守在菜油灯下读书，恨不得把所有的知识都装在自己的脑子里，好献给自己的祖国。

　　不久，他搞的一个研究课题急需一些科学资料。这些资料保存在国民党空军部队。所长亲自带着他去借，谁想到，接待他们的人说：“我们的资料嘛，用完后都送到美国去了，你们需要到美国去要吧！”至此，他才明白了：中央研究院不过是国民党的一个花瓶、摆设而已。他空怀报国救国之志，学到的知识却无实际用途。

　　“千里马”终遇“伯乐”

　　即便在科研不被重视的环境下，高由禧仍然全身心投入到自己热爱的科研工作中。1948年他发表了第一篇论文《东亚大气之运行》，根据当时为数不多的700hPa风向风速资料，他分析出东亚地区各月的流线图，论述了东亚环流的季节变化。这项工作是开创性的。中国科学院在1954年编集1949年以前各学科代表性的论文时，将他这篇文章选进气象学一卷中。

　　“千里马”终有遇到“伯乐”的一天。这一天并没有让高由禧久等。

　　“有了共产党，中国才有了希望，科学才有了前途。”对此，高由禧深有感触。

　　那是在1949年，新中国成立初期。华东军区接管了南京，陈毅司令员了解到科研单位的困难，在经费紧缺的情况下还为气象科研所调拨60万斤小米作为购买地球物理探矿仪、地震仪、地磁仪和气象仪器的费用，并增加了人员编制。

　　这一行动使广大科研人员看到中国共产党发展科学事业、强国富民的决心，高由禧跟大家一样感到欢欣鼓舞，立志把国家的需要、人民的需要作为自己搞科研的目标和方向。高由禧曾在接受采访中这样说：“我们国家还处在非常困难的时期，而当我们所需要添置一些仪器设备时，当时的南京市军管处很快满足了我们的要求。国民党十几年搞不起来的事情，共产党一两个月就搞起来了。我们的党重视科学技术，大家心情畅快，没明没夜地工作。”

　　20世纪50年代初，高由禧在中国科学院地球物理所气象组与叶笃正合作，从事东亚气候的研究。他领导一个小组研究东亚季风问题，这是继竺可桢先生1935年发表我国第一篇有关东亚季风气候文章以来比较全面、系统的东亚季风研究，这个小组发表了大量文章。他将这些成果概括在1962年出版的《东亚季风的若干问题》专著中。他首先提出青藏高原季风概念，指出：除海陆季风外，全球还有南北半球季风、行星环流季风、平流层季风、高原季风等五种季风和相应的四种形成机制；哈德莱、瓦克和季风垂直环流等三种季风维持结构。

　　在高原的热力作用下，在青藏高原上形成一种独特的季风现象。夏季的高原为热源，其近地层为热低压，而冬季高原为冷源，形成高气压，与气压场相对应，在高原1000米的高空，形成一个冬夏盛行风向相反的季风层，这一发现对研究青藏高原及其周围地区的气候具有重要意义。

　　由《中国国家地理》杂志社与中国地理学会于2009年共同发起的“中国地理百年大发现”（Great Geographical Discoveries of China in 100 Years）将“20世纪50年代中期，高由禧等根据青藏高原热力作用提出‘高原季风’的概念”列入其中。

　　新中国刚刚成立就遇到了帝国主义的经济封锁，当时橡胶是国内紧缺的生产物资之一，国内从来没有植胶的记录，究竟能不能种？除了种植技术外，首先要找出我国有没有适合种植橡胶的地区。高由禧急国家之所急，接受了这个任务。他是搞气象的，并不懂得种胶，他决心从气候的角度来解决问题。考虑到与产胶国印尼、泰国气候相近的海南岛，高由禧带着两名同志，到处请教橡胶树的生态特性，研究全国各地的气候特点，提出了海南岛是栽培橡胶树最适宜的地区的建议，并写出科学专著《海南岛气候》一书，对海南岛的气候情况，特别是寒、旱、热、台风问题，作了比较详细的描述；从海南岛某些地点的气候和橡胶丰产区的气候比较，指出海南岛的植胶、产胶在大气候上的问题所在，提出利用不同地区小气候，扬长避短种胶的建议。

　　1950年，为了抗美援朝，我国前线部队急需台湾海峡、朝鲜及东亚地区的台风预报，但掌握着太平洋地区气象资料的资本主义国家拒绝提供。解决台风预报的重任又压在了高由禧身上。没有当时的气候资料，他在历史资料中找规律，总结出台风的路径及其与天气型的关系，提出以地面天气型预报台风路径；以鄂霍次克和白令海上气压系统的变换加深，作为西风环流改变的指示和台风转向与否的指标等。这些方法现在看起来是很简单的，但在当时却是首次使用并行之有效的。1953年他与顾震潮一起撰写出版了《台风研究》一书，1959年又与曾佑恩撰写出版了《台风的路径图及其一些统计》一书，发表了一系列相关文章。由于出色的工作，高由禧于1952年被晋升为副研究员。他笔耕不辍，为了治理黄河，预测三门峡地区洪水季节河水的最大流量及其规律，又写出了《黄河流域的降水》。“新旧社会真是两重天啊！”高由禧感慨无比。由于他卓有成效的工作，1957年，高由禧获中国科学院颁发的科学奖金。


观风测云探知气象变幻

　　1958年，中科院成立了改变西北干旱面貌工作组。为增加河西走廊的供水，高由禧带领工作人员参加中国科学院组织的融冰化雪队奔赴祁连山进行人工化雪实验，并以兰州为基地成立了地球物理研究所兰州地球物理研究室，负责管理兰州观象台业务，也积极筹建融冰化雪和人工降水等试验。接着，1959年5月研究室升格为中国科学院地球物理研究所兰州分所，设有大气物理、地震地磁研究室和物探组，1962年更名为中国科学院兰州地球物理研究所，他任副所长兼室主任，副研究员，主要从事人工融冰化雪、土炮消雹、干热风方面的研究。在“文化大革命”中，高由禧被打成反动学术权威。1972年他从“牛棚”中解放出来，研究所被作为气象连并入兰州地震大队，高由禧任业务处主任，立即开始对青藏高原的气象研究，同时积极筹建兰州高原大气物理研究所。从1974年至1999年12月，他在兰州高原大气物理研究所任副研究员、研究员、所长、名誉所长，博士生导师。

　　1972年夏季，青藏高原及邻近地区的九省（区）气象局及兰州高原大气物理研究所自发地组织了高原气象研究协作组，高由禧作为首席科学家、协作组组长，积极参与领导了1972―1982年间的一系列高原气象科研协作活动；由高由禧、汤懋苍等牵头组织、分析、绘制并出版了我国（也是世界上）第一本青藏高原气候图集，全面揭示了高原地区地面和高空各气候要素场的平均气候特征，填补了气候图集中高原地区的空白。

　　1977年初，高由禧赴京参加制订科学院八年发展规划，随后，即带着人马上了青藏高原。1978 年高由禧被提升为研究员，并加入中国共产党。面对新的任务，他首先考虑的是“趁自己眼睛还能看见，耳朵还能听见，争取为党多做一点工作。”《青藏高原气象学》《西藏气候》两本专著，就是他和其他同志在这几年完成的。“我多年来的愿望终于实现了！……现在最重要的不是说，而是做，要扎扎实实，埋头苦干。”高由禧在1979年兰州分院召开的新党员入党宣誓大会的发言中这样说。

　　鉴于高由禧的杰出贡献，1980年他当选为中国科学院学部委员（院士）。

　　1981年5月，在中国科学院第四次学部委员大会上，高由禧和大家一起受到中央领导同志的接见。“把全国最优秀的科学家组织起来，……这意味着中国科学的天空升起了一个新的更加光辉灿烂的星团”，高度的评价、殷切的希望，使他倍感责任重大。

　　已过花甲之年的高由禧更加干劲十足。当年采访他的记者曾这样描述：“他，中等个头，乌黑的头发，炯炯有神的眼睛，轻快的步履，不知底细的人，真看不出这是一位已年过花甲的老学者。”

　　在著名气象学家叶笃正院士倡议下，高由禧院士等主持了1988-1992年间的国家基金委和中科院重大项目HEIFE试验（“黑河地区地气相互作用观测试验研究”），这也是中日国际合作项目，中日双方数十所大学和研究所的近百名科学家参加了这个试验，该试验以地气间水分和能量交换为中心，着重研究干旱区陆面物理过程，为改进其参数化提供观测依据，同时也为甘肃河西地区农业可持续性发展提供节水和合理用水的方案。因此，设计了多次不同目的加强观测试验。较之其它陆气相互作用观测试验，具有下垫面差异大，观测期长，观测项目全等特点。

　　HEIFE试验由于其在全球变化研究中的重要意义，一开始就受到国际科学界的关注，成为世界气候研究计划（WCRP）和国际地圈生物圈研究计划（IGBP）的一个组成部分，并且被列为国际水文和大气先行性试验（HAPEX）的第三个较大的国际性试验项目，取得了一系列新成果。以系统的观测事实证实了绿洲的冷岛效应，临近绿洲沙漠的逆湿现象，即夏季白天常常是绿洲有感热向下输送，临近绿洲的沙漠有水汽向下输送。这些结果揭示了绿洲和沙漠环境相互作用的较完整图像。



　　1999年，为适应地球科学发展和中科院知识创新工程试点的需要，成立四十年的中国科学院兰州高原大气物理研究所与兰州冰川冻土所、兰州沙漠所一起整合成立中国科学院寒区旱区环境与工程研究所。40年来，兰州高原大气物理研究所从原先只有几十人的队伍，发展成拥有一批年富力强、朝气蓬勃的学术带头人和骨干，近200人的研究队伍；从原先学科兵种较少、研究手段相对单一，到学科比较齐全、已能多兵种，大兵团联合作战在国内率先主持和组织像1979年青藏高原气象学科学实验及黑河实验这样的国内或国际的大型观测试验研究项目，成为寒区旱区环境与工程研究所一支强大的学术力量兵团。

　　2016年6月24日，寒区旱区环境与工程研究所与兰州油气资源研究中心、兰州文献情报中心以及西北高原生物研究所、青海盐湖研究所整合成立中国科学院西北生态环境资源研究院（筹）（简称西北研究院）。西北研究院成为我国专门从事高寒干旱地区生态环境、自然资源和重大工程研究的国家级研究机构，主要研究领域（如冰川、冻土、沙漠、高原生态、盐湖、油气地质和资源环境信息等）均处于国内引领地位。

　　斗转星移，时光流转。如高先生所言，“中国西部独特的高原大地形、稀疏的植被、大面积的沙漠和冰川冻土环境，给我们提供了研究陆气相互作用的好场所。”

　　如今的中科院西北研究院，集合了冰川、冻土、沙漠、高原生态、盐湖、油气地质等多个领域的科研人才，承担着“丝绸之路经济带”建设和西部大开发的重大战略决策和西北地区经济社会发展面临的重大科技任务，为国家解决西北地区在生态、环境、资源、农业等领域的重大问题提供着科学依据、技术支撑和决策支持等。

　　2001年3月3日17时39分，中国共产党党员、中国科学院院士、我国著名的气象气候学家高由禧在兰州逝世，享年82岁。据高由禧院士生前遗愿，丧事从简。

　　“高先生不仅是一位受人尊敬的长者，他对年轻人关怀备至、循循善诱，为他们创造了业务发展的各种有利条件，而且也是一位在繁忙的行政事务和社会活动中，仍然坚持科学研究活动的斗士。高先生的一生始终密切关注国内外气象学研究的动向和发展趋势，战斗在气象学科的前沿领域。他重视并提倡气象学的综合性研究。他强调气象学为农业、水利工程、国防建设和其它国民经济建设服务。他主张批判性地继承前人的研究结论，不断地扩充和发展气象学的新概念、新思想和新方法，着力发现和培养气象学研究的新人才和接班人。他以其渊博的学识、敏捷的洞察力、高度的团队精神和毕生的辛勤劳动，为我国现代气象学的发展和研究水平的提高，作出了卓越的贡献。”对高先生人生经历较为熟悉的南京大学大气科学系教授钱永甫在纪念高先生的文章中如是写道。

　　纸短情长。高先生奋斗不息、仁德宽厚和虚怀若谷的一生，他的学术成就和学术思想依旧启发和引导着后辈的研究工作。

　　斯人已去，像高由禧一样的老一辈科学家还有很多，请历史记住他，记住他们。