陶诗言一生与中国最著名的两个气象研究机构——中央研究院气象研究所和新中国成立后的中国科学院大气物理研究所结下不解之缘,既从中吸收了大量学术养料,又反过来对研究所的发展起到促进作用。

中国科学院大气物理研究所(简称大气所)的前身是1928年成立的国立中央研究院气象研究所。1950年1月,中国科学院将气象、地磁和地震等部分科研机构合并组建为中国科学院地球物理研究所。1966年1月,根据我国气象事业发展的需要,中国科学院决定将气象研究室从地球物理研究所分出,正式成立中国科学院大气物理研究所。目前已发展成为涵盖大气科学领域各分支学科的大气科学综合研究机构。

大气所主要研究大气中各种运动和物理化学过程的基本规律及其与周围环境的相互作用。大气所是我国大气科学基础研究的最高学术研究机构,聚集了一批科技英才,代表我国大气科学基础研究的水平。“创新”和“国家需要”是大气物理所立足的根本。从新中国成立初期东亚大气环流和季风理论研究,20世纪50年代云物理研究的开拓及数值天气预报和方法的提出,60年代空气污染气象学的发展,70年代卫星气象学、大气遥感理论和大气探测技术研究的开展和应用,80年代的气候数值模拟和预测研究,到90年代的全球气候与环境变化和自然控制论等等,不断为国家经济和社会发展做出贡献A。其中就包含着陶诗言的一些重大贡献。

1955年在“联心”的任务结束,陶诗言回到中国科学院大气物理研究所,参加以叶笃正为首的研究组继续做预报研究。这是个团结并很有活力的研究组,研究组在中国寒潮、东亚大气环流、中国的天气和气候以及青藏高原气象等方面作出系统的科学成果。

东亚冬季风的变化与异常,特别是寒潮,是引致我国寒害、雪灾、早霜和晚霜等灾害性气候发生的重要成因。1953年大寒潮预报的失误促使陶诗言对于东亚寒潮活动路径及其与寒潮有关的东亚大气环流变化过程进行深入研究。陶诗言对东亚寒潮的发源地、寒潮爆发的路径及条件、寒潮冷锋的结构、中国境内的锋生过程以及寒潮预报进行了系统的研究,发表了十多篇有创见性的论文,比如《阻塞形势破坏时期的一次东亚寒潮过程》、《十年来我国对东亚寒潮的研究》等。这些文章解决了国家许多预报业务上的问题,也建立了他在气象学界的威信,受到气象学界的高度评价,成为50年代寒潮研究的一个权威。

寒潮与大气环流密切相关,陶诗言用从高低空流场相联系的观点分析东亚寒潮的爆发,延长了预报时效。陶诗言利用当时逐渐增多的地面气象观测站和少数的高空观测站资料,系统地划分了入侵中国的寒潮路径。关于东亚寒潮路径的问题,早在1935年李宪之就作过一些研究。由于资料所限,李宪之的部分研究结论需要进一步发展。陶诗言的工作把东亚寒潮路径的划分大大地系统化了,并且更加准确。陶诗言指出入侵中国寒潮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。

在寒潮爆发的理论研究方面,陶诗言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。另外陶诗言还发现,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三天左右。这对于气象预报有非常重要的意义,由于可以提前预防,可以直接为国家减少经济损失。

在寒潮研究的实践经验方面,他指出寒潮是个全球现象,不是局地现象,做预报要从全球角度考虑问题。陶诗言回忆在当时计算机不是很发达的情况下,就通过估算寒潮的行进速度来做预测,冷锋平均一天走10个经度,大概1000公里,再看速度变率,然后预报员可以据此做估计和预报。预报寒潮除了看蒙古有没有大高压外,还要看新地岛、乌拉尔山、斯堪的纳维亚半岛,那里过来一块气团有可能演变成寒潮。有时候寒潮会从北美甚至北极长驱而下,比如斯堪的纳维亚半岛上看到一个小的低压,当时很弱的,发展到我们国家就变成寒潮了。

陶诗言的学生徐国昌在回忆录中指出,1955年陶诗言撰写了“东亚寒潮的经验研究”的内部文章,在陶诗言的指导下,徐国昌在编写《中国短期天气预报手册》的东亚寒潮时,根据陶诗言这篇论文的要点,将东亚寒潮主要分成不稳定短波槽发展和横槽转向两个大的类型,抓住了寒潮爆发的本质特征,东亚寒潮完稿以后,陶诗言告诉徐国昌,1955年自己写的东亚寒潮的经验研究一文不再发表。20世纪60年代初期,陶诗言指出,高空大型暖高压伸向极地,将极涡推向南方,这是形成东亚大寒潮的另一种重要形式。

这些研究一方面大大地提高了寒潮预报水平,另一方面也为研究冬季欧亚大气环流形成的机理做出了贡献,陶诗言在我国冬季的寒潮预报方面作出重要贡献,至今仍为广大气象预报员所采用。中国寒潮的研究既体现了大气科学的全球性,又反映了与下垫面相关的特性,这对于中国更加明显,也就是中国大气运动规律的本土特性。中国大气科学在符合世界性的同时,随着陶诗言的探索和创新的深入,其中国特性更加丰富。

中国寒潮的研究

日期:2017-04-27

陶诗言一生与中国最著名的两个气象研究机构——中央研究院气象研究所和新中国成立后的中国科学院大气物理研究所结下不解之缘,既从中吸收了大量学术养料,又反过来对研究所的发展起到促进作用。

中国科学院大气物理研究所(简称大气所)的前身是1928年成立的国立中央研究院气象研究所。1950年1月,中国科学院将气象、地磁和地震等部分科研机构合并组建为中国科学院地球物理研究所。1966年1月,根据我国气象事业发展的需要,中国科学院决定将气象研究室从地球物理研究所分出,正式成立中国科学院大气物理研究所。目前已发展成为涵盖大气科学领域各分支学科的大气科学综合研究机构。

大气所主要研究大气中各种运动和物理化学过程的基本规律及其与周围环境的相互作用。大气所是我国大气科学基础研究的最高学术研究机构,聚集了一批科技英才,代表我国大气科学基础研究的水平。“创新”和“国家需要”是大气物理所立足的根本。从新中国成立初期东亚大气环流和季风理论研究,20世纪50年代云物理研究的开拓及数值天气预报和方法的提出,60年代空气污染气象学的发展,70年代卫星气象学、大气遥感理论和大气探测技术研究的开展和应用,80年代的气候数值模拟和预测研究,到90年代的全球气候与环境变化和自然控制论等等,不断为国家经济和社会发展做出贡献A。其中就包含着陶诗言的一些重大贡献。

1955年在“联心”的任务结束,陶诗言回到中国科学院大气物理研究所,参加以叶笃正为首的研究组继续做预报研究。这是个团结并很有活力的研究组,研究组在中国寒潮、东亚大气环流、中国的天气和气候以及青藏高原气象等方面作出系统的科学成果。

东亚冬季风的变化与异常,特别是寒潮,是引致我国寒害、雪灾、早霜和晚霜等灾害性气候发生的重要成因。1953年大寒潮预报的失误促使陶诗言对于东亚寒潮活动路径及其与寒潮有关的东亚大气环流变化过程进行深入研究。陶诗言对东亚寒潮的发源地、寒潮爆发的路径及条件、寒潮冷锋的结构、中国境内的锋生过程以及寒潮预报进行了系统的研究,发表了十多篇有创见性的论文,比如《阻塞形势破坏时期的一次东亚寒潮过程》、《十年来我国对东亚寒潮的研究》等。这些文章解决了国家许多预报业务上的问题,也建立了他在气象学界的威信,受到气象学界的高度评价,成为50年代寒潮研究的一个权威。

寒潮与大气环流密切相关,陶诗言用从高低空流场相联系的观点分析东亚寒潮的爆发,延长了预报时效。陶诗言利用当时逐渐增多的地面气象观测站和少数的高空观测站资料,系统地划分了入侵中国的寒潮路径。关于东亚寒潮路径的问题,早在1935年李宪之就作过一些研究。由于资料所限,李宪之的部分研究结论需要进一步发展。陶诗言的工作把东亚寒潮路径的划分大大地系统化了,并且更加准确。陶诗言指出入侵中国寒潮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。

在寒潮爆发的理论研究方面,陶诗言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。另外陶诗言还发现,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三天左右。这对于气象预报有非常重要的意义,由于可以提前预防,可以直接为国家减少经济损失。

在寒潮研究的实践经验方面,他指出寒潮是个全球现象,不是局地现象,做预报要从全球角度考虑问题。陶诗言回忆在当时计算机不是很发达的情况下,就通过估算寒潮的行进速度来做预测,冷锋平均一天走10个经度,大概1000公里,再看速度变率,然后预报员可以据此做估计和预报。预报寒潮除了看蒙古有没有大高压外,还要看新地岛、乌拉尔山、斯堪的纳维亚半岛,那里过来一块气团有可能演变成寒潮。有时候寒潮会从北美甚至北极长驱而下,比如斯堪的纳维亚半岛上看到一个小的低压,当时很弱的,发展到我们国家就变成寒潮了。

陶诗言的学生徐国昌在回忆录中指出,1955年陶诗言撰写了“东亚寒潮的经验研究”的内部文章,在陶诗言的指导下,徐国昌在编写《中国短期天气预报手册》的东亚寒潮时,根据陶诗言这篇论文的要点,将东亚寒潮主要分成不稳定短波槽发展和横槽转向两个大的类型,抓住了寒潮爆发的本质特征,东亚寒潮完稿以后,陶诗言告诉徐国昌,1955年自己写的东亚寒潮的经验研究一文不再发表。20世纪60年代初期,陶诗言指出,高空大型暖高压伸向极地,将极涡推向南方,这是形成东亚大寒潮的另一种重要形式。

这些研究一方面大大地提高了寒潮预报水平,另一方面也为研究冬季欧亚大气环流形成的机理做出了贡献,陶诗言在我国冬季的寒潮预报方面作出重要贡献,至今仍为广大气象预报员所采用。中国寒潮的研究既体现了大气科学的全球性,又反映了与下垫面相关的特性,这对于中国更加明显,也就是中国大气运动规律的本土特性。中国大气科学在符合世界性的同时,随着陶诗言的探索和创新的深入,其中国特性更加丰富。