李宪之(河北)的个人简介
李宪之,气象学家、气象教育家,是我国气象科学研究和气象高等教育的开拓者和奠基人之一。简介
李宪之 李宪之,气象学家、气象教育家,是我国气象科学研究和气象高等教育的开拓者和奠基人之一。20世纪20年代,他参加西北考察团开创气象野外考察的先河,发表论著有《塔克拉玛干沙漠对若羌天气的影响》,《东亚寒潮侵袭的研究》,《台风的研究》。上述论著都是世界上研究寒潮和台风的奠基性、经典性的著作,在国际气象界产生广泛而深远的影响。20世纪50年代后,他致力于旱涝灾害的气象研究,出版专著《季节与气候》、《降水问题》、《论台风》。长期从事气象高等教育工作在清华大学、西南联合大学、北京大学任教,培养出了大批气象事业方面的优秀人才和教育家。
历程
1904年9月26日 出生于河北省赵县南解疃。 1924年 考入北京大学理预科。 1926年 升入北京大学物理系。 1927-1930年 任中国西北科学考察团气象生,在内蒙古、青海、新疆等地作气象和水文观测。 1930-1934年 赴德国柏林大学深造,1934年获博士学位。 1934-1936年 在柏林大学作博士后研究工作。 1936年11月 从德国回来,任清华大学副教授,《气象学报》特约编辑。 1937年 升任清华大学教授。 1937年11月 任长沙临时大学(清华大学南迁)教授。 1938-1946年 任西南联合大学地质地理气象系教授。 1946-1952年 任清华大学气象系系主任,教授。 1950年 任北京市气象学会理事长。 1950-1958年 任中国气象学会常务理事。 1952-1958年 任北京大学物理系大气物理教研室主任,教授。 1954-1958年 任《气象学报》编审委员会主任。 1956年 加入“九三学社”。 1958-2001年 任北京大学地球物理系教授。 2001年3月21日 病逝于北京,享年97岁。
生平
李宪之,字达三,1904年9月26日出生于河北省赵县南解疃。1924年毕业于保定河北大学附属中学,同年考入北京大学理预科,两年后升入物理系。1927年参加中国西北科学考察团。1927年,中国学术界和瑞典人、德国人、丹麦人联合组成中国西北科学考察团,中方团长是北京大学教务长徐炳昶教授;1928年12月以后由清华大学教授兼北京大学考古学会教授袁复礼任代理团长;外国人团长是瑞典探险家斯文赫定博士(Dr.Sven Hedin);负责气象工作的是德国人郝德博士(Dr.W.Haude)。考察 团公开招生,经过考试选拔,李宪之被正式录取,为考察团的气象生。考察团5月初出发,从北京乘火车到包头后,就靠骆驼为交通工具,到内蒙古、甘肃、青海和新疆,在荒无人烟的大沙漠进行地质、测量、天文、考古、古生物、气象和水文的多学科大型综合考察。一路经受饥饿、干渴、严寒、酷暑以及狂风、暴雪、冰雹等恶劣天气的困扰;有时骆驼受饥饿劳累而倒毙,考察团员只能徒步前行;每到一处,要自己架设帐蓬,自己砍树制作木筏漂浮于河心进行水文气象观测;加之途中土匪抢劫,地方官兵阻挠袭击;更有甚者,西行之初外国团员的语言和行动处处看不起中国人,污辱性的言词刺痛中国团员的心。于是年轻人聚在一起,决心要振作起来,要奋斗,处处要比欧洲人做得好,要为中国人争气。行动上吃苦耐劳,知难而进,迎接挑战。经过几个月的努力拼博,全团中国人的成绩都非常好,打消了外国团员的傲气,并普遍称赞中国人的工作精神和学习热情,佩服中国人的记忆力。 李宪之一生所具备的奋发自强的爱国主义精神,勇于探索的科学精神,锲而不舍且一丝不苟的敬业精神,以及与同行相处精诚无间的协作精神,都与在考察团中受到艰苦的磨炼有关。在人迹罕至的荒漠,夜以继日地工作了三年后,李宪之于1930年经考察团气象主任郝德博士的推荐,从乌鲁木齐赴德国,到柏林大学深造。因其学习成绩优异,科学研究很快取得突出成果,到德国4年,就从大学本科生获得博士学位。他整理、分析研究西北考察时收集到的材料,发表多篇有价值的学术论文,受世人瞩目。 1936年李宪之自德国归来,应聘为清华大学专任讲师(相当于现在的副教授),一年后升为教授。因抗日战争爆发,1937 年清华大学南迁,11月和北京大学、天津南开大学在长沙合为临时大学,1938年三校迁至云南昆明,成立西南联合大学,李宪之任地质地理气象系教授,并应云南大学和空军气象训练班之聘,去那里兼课。抗日战争胜利后,清华大学迁回京,成立气象系,李宪之任系主任。1952年全国高校进行院系调整,清华大学气象系并入北京大学物理系为气象专业。李宪之任大气物理教研室主任,并讲授气象学、气候学等课程,他又集中精力于地学类各领域的科学研究,发表论文,出版专著。
野外考察
西北科学考察团第一站选点在内蒙古包头以北的哈纳河畔,李宪之做地面气象观测和高空气球测风。接着,随徐炳昶团长在内蒙古西北部居延海进行了一次环湖水文气象考察。 1928年考察团进入新疆,李宪之随郝德在哈密、乌鲁木齐、若羌,后又到青海的铁木里克等地建立过多个气象台站。 考察团的气象主任郝德是典型的德国人,工作认真,要求严格。但李宪之不怕艰苦,工作和学习都非常努力,每天定时做气象观测,途中也不间断,郝德对此非常满意。1928年6月郝德带李宪之和另一名德国天文、气象观测员狄德满(Dettman)到新疆天山南麓,在塔克拉玛干沙漠东方的若羌,于地势平坦的水渠边建气象站,又在南35公里处山上建一高山气象站,每天山上山下两处观测四次,郝德对李的工作很放心,经常批评狄德满,狄德满也承认自己工作不如李宪之,常夸赞说“中国人确是好样的!”后来狄德满回德国去了。郝德于9月离开若羌,越过阿尔金山到青海柴达木盆地西北部的铁木里克建站,若羌的气象站交给李宪之一人负责,团里派了一名当地新招收的试习生做他的助手。铁木里克的台站建成后,郝德又要李宪之去替换他的工作,这期间李宪之在若羌―铁木里克之间往返四次,四次途经罗布泊,工作异常紧张和艰苦,但受到郝德异乎寻常的信任和重用。 由于往年10月中下旬有寒潮入侵铁木里克,郝德派李去监视。1928年10月23日有一股强冷空气由北冰洋向南奔驰,25 日开始已侵入新疆,26日越过昆仑山北支。李宪之在铁木里克观测到地面气温迅速降低,气压大幅度升高,高空风向转成北风的高度从25日的5公里日渐降低,但27日到2公里后气球进入密布的积云层。这时地面狂风摧毁了考察团的帐篷和蒙古包,风速仪达到最大值每秒33米后也被吹坏。观测不能继续,只好将风暴过程和物品损失情况作为气象实况记录下来。这场狂风袭击激发了李宪之后来从事寒潮研究的决心。
开拓者
1936年李宪之自德国归来,任教于清华大学,到校后立即讲授内容截然不同的三门课程:气象学、天气预报和理论气象。抗日战争爆发 李宪之随清华大学南迁,至长沙又到昆明,任西南联大地质地理气象系(简称地学系)教授,一年内开设:气象学、气象观测、天气预报、理论气象、海洋气象和航空气象等六门课程。还应云南大学之聘,到该校农学院讲授气象学。抗日战争期间我国初建空军,空军军官学校创办气象训练班,李宪之应聘去兼课。抗战胜利后又到成都为空军气象训练班第七期学生授课,并开出新课――热带气象学。在中华民族遭受深重灾难的时期,西南联合大学的教授生活极其清苦,但李宪之胸怀民族大义,毫无怨尤,把艰难困苦当作对自己的锻炼。他承担着超负荷的工作,克服物资匮乏、办学条件恶劣等不利因素,坚持气象高等教育事业,并为进一步发展积极准备条件。抗日战争胜利后 清华大学迁回北京,成立气象系,李宪之任系主任。他除了承担繁重的教学任务之外,还统筹气象系全局,首抓教师队伍建设:考虑长远发展,克服眼前师资短缺的困难,送三位助教讲师相继出国深造;又逐年在毕业生中留下新助教;1950年聘请刚获美国博士学位的谢义炳到清华气象系任教;为了教学和科学研究、与气象服务紧密结合,邀请联合天气分析预报中心主任顾震潮、中央气象局局长涂长望到清华兼课。另一方面,他还不断增加新的仪器设备和图书资料,改善教学条件。为便于理论联系实际,恢复了清华大学气象台的观测和天气预报工作。李宪之肩负重任,苦创育才基业,使清华大学气象系不断发展壮大。1952年高等院校院系调整时,清华大学气象系并入北京大学物理系为气象专业,并应国家急需招收新生100名,承担了比以往扩大10倍招生名额的艰巨任务,这全有赖于李宪之奠定了清华大学气象系的坚实基础。所以,气象界公认李宪之是高等气象教育事业的开拓者和奠基人之一,是我们的一代宗师。
奋斗不息
解放初期 李宪之治学严谨,分析精辟,思维纵横驰骋,博大精深,常有独到的见解。他发现天、地、气三者有统一的规律性。早在德国时,他就论述过大气环流与海洋环流的相似性;解放初期,他发表了《大陆起源和地球面貌发展的综合假说》的论文;20世纪90年代初,他对气候变暖和臭氧减损的主要原因提出了自己的看法;他对不同地区的暴雨、地震、火山等很多地球科学方面的灾害现象,提出不少新观点。 “文革”后期 “文化大革命”后期,李宪之从卫星云图和环球暴雨区连续几个月的变化,发现一种从未被人发现过的南北半球间宏观天气系统――呈S型的宏观云带。这个发现在他后来的文章中常被深入论及,并用来说明多种灾害现象,诸如:他发表论文分析1991年我国严重洪涝灾害的成因,又撰文分析1993年美国特大暴雨的成因。他认为,这种宏观系统能把全球范围内许多重大灾害现象有顺序地、有机地联系起来,进一步搞清楚这种宏观现象对于短期气候预报会起很大的推动作用。现今 李先生的预言,有的已得到事实的证明,有的还没有资料,没有机会证实,但他对宏观天气系统动力作用的认识,对于天、地、气统一规律的认识,拓宽了科学研究的视野,给后学者以深刻的启迪。李宪之90岁高龄,笔耕不辍,还常去校系图书馆,甚至自己乘公共汽车到北京图书馆查阅最新资料。直到去世前一年,96 岁,自知重病在身,还完成1万多字的学术论文《1998年夏季长江流域大范围持续性强烈降水发生与发展机理问题》。
评价
李宪之的学术研究视野很广,关心 地学类的许多问题,如 地球磁场的起源问题,又如“ 板块构造学说”与地震的主要原因等等。对 天文学中的某些问题也有独到的见解,他把 极光结构同 大气运动相对照,分析综合近百年来国际上极光研究中的意见分歧,提出上、下层离子流相结合而形成极光的理论,并用六个方面的实际资料来证实这一理论。李宪之从 台风结构与 星系结构的相似性出发,用内旋与等 角速度解释了天文学上尚未解决的难题―― 棒旋星系的成因问题。[1]教授的全球重大灾害预警
1. 李宪之教授的全球重大灾害预警在印度洋海啸发生之后不久,中国气象科学研究院研究员李曾中在整理父亲李宪之先生的论文资料时,发现了对世界上一些地区存在海啸的预测资料。李宪之先生是我国近代气象研究和气象高等教育的开拓者和奠基人之一,在天文、气象、地理、地质、灾害等方面都有突出的研究成果。
在《寒潮、台风、灾害――庆贺李宪之教授95华诞文集》中,已故李宪之教授就做了灾害预警:地球上的重大问题,不是厄尔尼诺,不是干旱,而是中国的黄河、南美的安第斯山。
据李宪之教授的研究,黄河中游,河面有些地方高于河旁陆面几米,甚至十多米,如遇到地震或强台风,将要发生难以想象的大灾难。河北邢台地区在1966(原文误写为1996年)年3月曾发生过地震,河南南部于1975年8月受3号台风影响,发生特大暴雨,冲垮了两个水库,导致了难以估计的重大损失。假如这两次灾害发生在郑州北面的黄河上,将要造成什么样的严重事件?想到这里,怎能不把根治黄河列到21世纪建设的日程上?因此必须早日大量培训一专多能的改造自然的人才[1]。
放眼世界,一定要考虑安第斯山的问题。因为一方面安第斯山有些部分已经被海水侵蚀,成了悬空之势;另一方面,1960年5月智利大地震引起的海啸,横越太平洋后,还在日本大船渡把一只渔船拥到岸上,并且把一幢民房压塌。从量变到质变,安第斯山在太平洋悬空部分,总有一部分或大或小或早或迟要塌下来,必然引起海啸,给亿万民众带来严重灾难。”李宪之先生在资料中还建议南美太平洋边缘地区应广修堤坝,以备不时之需;同时,世界各国应该积极联合起来,预防世界范围内可能发生的自然灾害[1]。
2. 中国南涝北旱与南旱北涝的转换
美国国防部《气候突变的情景及其对美国国家安全的意义》的报告(GBN报告)中关于中国的预测内容,大部分措辞比较模糊,只有一条明确指出了时间和地点,那就是在2010年前后,中国南部地区将发生持续整整10年的特大干旱;同时还说,中国现在的“南涝北旱”的降水分布型,到时候可能变成“北涝南旱”的降水分布型[2,3]。GBN报告的结论与2003年3月31日开幕的气候变化国际科学讨论会的十分类似,其对中国气象情报的重视异乎寻常,值得深入研究。
在2003年3月31日开幕的气候变化国际科学讨论会上,气象专家们对近年来中国“南涝北旱”的气候问题进行了学术探讨。以下四个报道代表主要观点。
其一[4],中新网2003年3月22日电 据北京娱乐信报报道,未来的5到10年内,我国的气候将发生大的转折,冬季逐渐转冷,降水带也将向北方推移。在日前召开的“世界气象日”座谈会上,国家气候中心的赵振国研究员宣布了我国短期气候预测的研究成果。根据研究结果,我国气候具有周期性,大约30年为一个周期,发生气候变化。从上世纪80年代开始,我国气候进入了一个暖周期,主要表现在冬季气温偏暖。赵振国介绍说,在未来的5到10年间,受海温、副热带高压、厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等气候因素的共同影响下,我国气候将发生周期性的转折。从一个30年的“暖周期”进入另一个30年的冷周期,这主要表现在冬季温度的逐渐下降,而我国持续“暖冬”现象也可能得到转变。此外气候周期的转折也会带来降水带的北移,北方雨水少而南方雨水多的现象将会有360度的变化,北方降水增多,南方降水减少,目前我国“北旱南涝”的局面会被“北涝南旱”所替代。
其二[5],国家气象中心主任章国材说,从目前的研究结果来看,20世纪80年代形成并持续至今的“南涝北旱”状况处于相对稳定时期,这一现象将在未来10-30年内继续影响中国大部分地区。中国气象局气候变化特别顾问丁一汇教授指出,中国在上个世纪50至70年代一直是北方降水多,南方降水少。从80年代开始,中国气候出现了大转折,南方降水增多,北方降水减少,导致了目前“南涝北旱”的状况。丁先生说,特别是90年代以来,“南涝北旱”现象尤为明显。据统计,1997年夏季中国北方持续少雨高温,该年农作物受灾面积达5亿多亩,黄河累计断流222天。1998年南方的长江流域发生特大洪涝灾害,全国有1.8亿人次受灾,直接经济损失达290多亿元。对于出现这种气候现象的原因,丁教授认为,夏季来自印度洋的季风近年来呈减弱趋势,带给中国北方地区的水蒸汽总量减少。同时,受中高纬度大气环流反向运动的影响,贝加尔湖以南的低气压近年来逐渐转变为高气压,南下进入中国的冷空气变得干燥,致使冬季北方降水减少。
除了自然原因以外,一些专家指出人类活动也是造成“南涝北旱”的因素之一。中国南方较集中的工业生产造成的“黑碳”和硫化物的大量排放,由于黑碳吸收太阳的辐射能力很强,造成大气升温,气流上升,进而导致降水增多。而在北方,大量工业用煤的情况没有南方明显。(2003-4-2)
其三[6],未来5到10年,我国的气候将发生大的转折,降水特点将是北方多雨,南方少雨。北京市气象台高级工程师王贵田昨天接受记者采访时认为,北方将在2004年以后可能会进入一个相对的多雨期。王贵田认为,无论是气候的变化还是降水带的北移,都将是一个长期过程。从北京目前的状况来考虑,有些专家做过一些长期的预测,在2004年以后北方可能会进入一个相对的多雨期。北京主要的多雨期是50、60年代,到70年代后期一直到90年代降水持续偏少,实际上后20年比前20年的降水总量每年缺100到200毫米。从序列的预报考虑,有一些专家认为,在2004年以后北方可能会出现一个相对雨水多一些的高峰期。说到这里,王贵田拿出一张很专业的气象图,指着一条曲线对记者说:从温度自身的曲线变化规律看,应该是由高温向低温转化的过程。究竟什么时候转,从做的工作上看,有可能2005年以后未来的10年左右开始往低温发展,降水可能多一些。王贵田说,北京的年降水量才600毫米,而南方的年降水量都1000毫米以上,未来5到10年将会有所改变
其四[7],近一段时期,有关我国气候将发生根本转折――“北涝南旱”将取代“南涝北旱”的传闻被炒得沸沸扬扬。该传闻认为,在未来的五到十年内(从今年年初始),我国气候将发生大的转折,冬季逐渐转冷,降水带也会向北方推移。从一个30年的u2018暖周期u2019进入另一个30年的u2018冷周期u2019,这主要表现在冬季温度的逐渐下降,而我国持续u2018暖冬u2019现象也可能得到转变。
针对这一说法,内蒙古自治区气象台气象专家副台长康玲告诉记者:“北涝南旱”的说法有待考证。就从内蒙古地区今年的气候谈起,“北涝南旱”一说倒是与内蒙古局部地区气候特征相类似。因为内蒙古地区的气候十年九旱,今年的降水也属正常范围内的变动,而且降水主要集中在7月份和8月份,主汛期以七下八上(即7月下旬和8月上旬)为主。尽管雷阵雨和冰雹要比往年突出,但气候特征一年与一年是并不完全相同的。比如去年赶着汛期时降水就比较少,而今年汛期内内蒙古的东部地区还比较干旱。至于“北涝南旱”一说,人们的议论是如此,但并没有准确的科学依据。搞气象分析是件严肃的工作,都得有完全与事实相符的资料分析论证才能得出结论。那么,“北涝南旱”一说是否空穴来风?康玲说这要经过长期的数据分析、对比、测算及国家气象权威部门的综合分析结果统一认证,现在下结论还为时过早!
与一年前漠视赵振国研究员的“北涝南旱”替代“北旱南涝”观点相反,GBN报告激发了中国科学家重新审视中国气候突变的热情,一些新的“北涝南旱”替代“北旱南涝”观点相继出台[2]。然而,一年前的主角赵振国研究员却默默无闻。中国科学家之间的沟通确实很难。同样一个观点,由外国人说出就比由中国人说出更起作用。这与其说是科学,不如说是迷信。
中国气象科学研究院和水利部海委水文局在最近课题总结报告中指出,海河流域绝大部分地区20世纪50年代降水量最多,90年代降水最少。课题负责人陈菊英的研究结果表明,气候将进入一个新的变冷周期。20世纪50年代对应拉马德雷的冷位相和全球降温期,90年代对应拉马德雷的暖位相和全球增温期,2000年全球进入拉马德雷的冷位相,这意味着全球将进入降温期,海河流域将进入多雨期。中国整体降水规律是,30年代、50年代和90年代降水偏多,洪涝灾害偏重。事实上,中国北方与南方有不同的降水规律,陈菊英等人的研究首次打破整体划分,找到海河流域特殊的降水规律,该规律与拉马德雷周期明显对应,为该地区降水的预测预报奠定了坚实的科学基础[8]。
经过1950年以来长期的数据分析、对比、测算及国家气象权威部门的综合分析结果统一认证,至少在海河流域,气候类型已从少雨期向多雨期转变[8]。在经历了长期的黄河断流之后,预防黄河水灾又进入灾害预防的议事日程。这是李宪之教授“黄河灾害”预警的基础背景。它可能蕴含着历史上黄河灾害的演变规律。
3. 新一轮的强地震和强台风周期
全球气候和强潮汐都有准60年周期。太平洋表面海水的冷暖变化影响其上空的高速气流,形成太平洋十年涛动。“拉马德雷”是一种高空气压流,亦称为太平洋十年涛动 (PDO)。近100多年来,“拉马德雷”已出现了两个完整的周期。第一周期的“冷位相”发生于1890年至1924年,而1925年至1946年为“暖位相”;第二周期的“冷位相”出现于1947年至1976年,1977年至2000年为“暖位相”。在20世纪的气候记录中有两段时期全球气温明显变暖:1925年到1944年,1978年至2000年。20世纪的两段变暖时期(1925-1944年,1978-2000年)与“拉马德雷”的“暖位相”对应。如果“暖位相”的“拉马德雷”与“厄尔尼诺”相遇,将使其更强烈,出现的次数更频繁;假如“冷位相”的“拉马德雷”与拉尼娜”现象相遇,那么“拉尼娜”将显示强劲的势头,出现频繁。从2000年开始,“拉马德雷”正在进入“冷位相”阶段,这将使“拉尼娜”现象的影响加剧,使厄尔尼诺强度减弱[9,10]。
台风是强灾害天气之一,西北太平洋是全球热带强风暴活动最为频繁的区域,我国是西北太平洋沿岸受台风影响最严重的国家之一[11]。地震也是我国影响最严重的一种自然灾害。李愿军[12]总结了1819年至1982年间全球震级M≥8级的地震后认为,每当地球自转加快时大震次数减少。而任振球等[13]的研究表明,地球自转速度相对减慢之后厄尔尼诺年发生。李崇银等[14]指出厄尔尼诺年的台风数偏少。统计分析表明,厄尔尼诺年,我国7.0级以上地震活跃,而西北太平洋台风频数减少。地震、台风和厄尔尼诺之间的联系可能是太平洋板块节律性运动在岩石、大气和海洋等不同圈层中的表现[15]。我国东部沿海在厄尔尼诺年台风减弱,在拉尼娜年台风增强。2000年进入拉马德雷冷位相,拉尼娜现象强烈,近20年我国台风活动逐渐增强[16,17]。
1897~1912年为中国及其邻区第一强震幕,1920-1937年为第二强震幕,1946-1957年为第三强震幕,1966-1980年为第四强震幕,1991-2002年为第五强震幕[18]。“拉马德雷”的“暖位相”和“冷位相”两种形式交替界线1890、1924、1946、1977和2000年大致处于四个强震幕的边界附近,这绝不是巧合。它说明气圈、水圈和岩石圈的物质运动、重力位变化和角动量交换与强震密切相关。“冷位相”初期和末期中国大陆的较强地震表明,第五强震幕可能延续到2008年。第六强震幕大约在2020-2040年。相关预测表明,2004(或2006)、2008、2011、2015、2018-2019年可能发生厄尔尼诺(海温准两年振荡产生1年的误差),2005或2007年可能发生拉尼娜和强震灾害,2005、2007、2013、2019-2020、2029年中国有较大洪涝灾害。第六强震幕大约在2020~2040年间发生,并伴有地球自转速度减慢、全球降温、火山活动和异常大震。在厄尔尼诺事件和拉尼娜事件前后,太平洋海面高度变化产生的大洋地壳跷跷板运动使全球有强烈的地震活动。