作者:郝俊 来源:中国科学报 发布时间:2014/9/5 9:35:18
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吴国雄:半世纪风雨气象路

 

■本报记者 郝俊

风雨过后见彩虹,吴国雄在气象科学之路上的数十年坚持,终于让他一跃登上国际舞台。

今年两院院士大会期间,中国科学院院士、中科院大气物理研究所研究员吴国雄再获殊荣,凭借“青藏高原动力和热力强迫对亚洲夏季风爆发和气候形成的影响”项目获颁陈嘉庚地球科学奖。

胸怀大气天地宽,这位年过七旬的科学家有着怎样的“大气人生”?对于未来,又有着怎样的期许?8月下旬的一个周末,在结束连续的出差日程后,吴国雄接受了《中国科学报》记者的专访。

记者面前的吴国雄有些疲惫,前一天深夜刚刚从千里之外的兰州回到家中,歇脚两天,马上又要奔赴地球另一端的新西兰参加国际会议。书房里堆着厚厚一摞会议资料,吴国雄需要在上飞机之前,将它们全部消化掉。

“如果说有什么遗憾,那就是总觉得自己时间不够用。”吴国雄说,他希望自己有一天能够集中精力,再次全身心投入到他所感兴趣的科学问题中。

当浪漫与“革命”相遇

“对于科学家来说,最重要的是好奇心和求知的欲望。”吴国雄所说的这句话看似普通,却恰如其分地道出了他内心埋下科学火种的全部缘由。

吴国雄1943年出生在广东潮阳的一个普通人家,幼时家境贫寒,放学后常要帮家里织渔网补贴家用。“院子中央摆着一张洗得发白的小木桌,桌上一盏昏黄的煤油灯,一家人围坐四周。”童年往事历历在目,吴国雄还记得,他最愉快的时刻是每天完成作业后,哥哥会捧出一盅功夫茶送到母亲面前,请她继续讲述昨天未说完的故事。

《三国演义》、《水浒》、《封神榜》、《说岳全传》……日复一日,吴国雄对“仁义礼智信”、精忠报国、扶弱济贫这些美德有了懵懂的认知,而神话故事中那些腾云驾雾、呼风唤雨的浪漫情节,又让他对变化莫测的天气现象心生敬畏与好奇。

“千变万化的大自然深深吸引着我。”然而,因家中负担沉重,吴国雄的哥哥姐姐先后放弃升学高中提前离家参加工作。作为家里七个兄弟姐妹中排行最小的孩子,吴国雄在全家人的支持下学习成绩极为突出。初中二年级的寒假,他一口气自学完成了全部初中数学课程。老师来到家里跟吴国雄母亲说,一定要让这个孩子升学,有困难可以让他帮忙。

全家人勒紧裤腰带,吴国雄则背负着众人的殷切期望升入当地名校潮阳高级中学。这所学校曾向全国诸多大学输送过各种人才,而唯独没有人考上气象专业。“大气科学因而被认为是可望而不可及的学科。”吴国雄回忆,高中毕业前举行全县统考,他的数理化和外语成绩均为第一,学校便建议他去冲击气象学科,因为它涉及数理化天地生,学问很深。

1961年高考,吴国雄一口气报了三个气象专业的志愿。当年正赶上国家困难时期,他的第一志愿中国科学技术大学“下马”气象专业,吴国雄被录取到正在建设中的南京气象学院。挑着行李从广州来到南京浦口,按照录取通知书寻找憧憬中“依山傍水,风景秀丽”的大学圣地,他见到的却是一片满地泥泞、杂乱无章的建设工地。宿舍没有自来水,刷牙洗脸要到附近的池塘去,当时天旱,池塘半干,舀起一口水尽是小虫子;上课是在没有完工的“服务楼”,门窗尚未安装,雨水一来淋湿半个教室……用吴国雄的话说,大自然给他们那些“欲与天公试比高”的气象学者来了个下马威。

就是在那个物质匮乏的年代,求知的欲望却能化作无穷的精神动力。课余时间大家拉煤渣铺路、种菜自给、盖楼打井,每到周末就谈理想、树风格、讲情操,高昂的浪漫英雄气概克服了一个又一个困难,温暖的兄弟情谊战胜了天寒地冻。那时的校园,是一座革命的熔炉。

然而也正是那个革命的大时代,让一个风华正茂的年轻人的梦想破碎了。

1966年大学毕业,吴国雄报考了中国科学院大气物理研究所的研究生。准备考试的日子里,“文革”突然爆发,一纸电报传来:“研究生是修正主义制度,予以取消。”

接下来两年,是等待毕业分配的漫长时光。“知识无用论”泛滥,很多地方拒收大学生,被分配的不少人是去“生产指挥部”报到。为免遭改行的劫难,吴国雄和未婚妻、同班同学刘还珠一起向领导递交了决心书,要求去环境艰苦的甘肃省,因为那里可以直接去气象台报到。

领导担心吴国雄的身体吃不消大西北的严寒,但他没有动摇,毅然决然与爱人前往位于河西走廊的张掖气象台,开始了长达十年的西北生活。

暴风骤雨中求索

到了张掖,吴国雄和爱人刘还珠成了整个地区仅有的两名大学生气象员。“文革”时期,中央指示知识分子要从基层做起,领导安排他们两人去当观测员。每天三班倒,每隔一个小时都要走到户外的风向标下目测风速、风向,看云量、云高、云状,无论飞沙走石还是狂风暴雨,从不缺席。

“这些基层工作还是很有好处的,我们一下子就对书本上的知识有了直观的印象。”尽管条件极为艰苦,但吴国雄从无怨言。让他头疼的事情,是极左年代的“早请示、晚汇报”,没完没了的政治学习、阶级斗争和大批判。

无论如何都不能放弃学习,吴国雄夫妻二人制定了“五年复习自学计划”,跑去邮局订了三份英文刊物《北京周报》《气象杂志》(Meteorological Magazine)和《英国皇家气象学会季刊》(Quartery Journal of the Royal Meteorological Society)。后两份是业务刊物,只能“晚汇报”后回宿舍看,《北京周报》是政治刊物,吴国雄就在政治学习时看。

好心同事提醒他,说政治学习时看英文太危险了。吴国雄让他们看杂志里刊印的众多领袖像,讲了很多《人民日报》不曾刊登的内容,大家都很高兴。就这样,吴国雄把英语学习坚持了下来。

不久,气象台领导号召大家向九大献礼。吴国雄说他要献出两份,一是设计能自行发电的自动风向风速观测仪,二是翻译当时出版不久、英国科学家汤普逊所著《数值天气预报》。领导非常支持吴国雄的提议,特许他免去晚上的政治学习,专心致志去搞“献礼”。

吴国雄如期献出了“礼品”,更重要的是,他为自己的学习赢得了时间,不仅完成了大学数学、物理、外语的复习自学计划,还涉足到数值天气预报这一全新领域。

机会只留给有准备的人。正当吴国雄在张掖气象台的事业不断进步时,兰州中心气象台却因为“清理阶级队伍”而急缺天气预报员。1973年夏,吴国雄夫妻被调往兰州西北中心气象台从事短期天气预报。不久,北京大学与中央气象局联合举办数值预报进修班,幸运之神再次降临到吴国雄的头上。因为他已翻译过数值预报方面的著作,被大家一致推选到北大学习。

阔别校园整整八年时间,吴国雄深知学习机会难得,一批“老大学生”让北大原本冷冷清清的图书馆又恢复了生气。毕业设计时,吴国雄带领高原组,利用多时刻时间积分的思路和求高阶时间导数方法,一口气设计了正压和三层斜压等三个短期预报模式,并实现了预报试验。在此期间,吴国雄经人推荐与我国气象学界泰斗叶笃正相识,叶笃正对他的工作印象深刻。

从北大毕业后回到兰州,吴国雄很快被任命为西北中心台预报工程师,组建了中期天气预报组和数值天气预报组。但他的内心里,仍未舍弃攻读研究生的理想。

漫长的等待后,机会终于降临了。1977年秋,吴国雄从《人民日报》看到中国科学院恢复研究生招生的消息,第二天,他就报名应考。翌年,经过层层考试选拔,吴国雄成为中科院大气物理所的研究生,师从叶笃正,12年前未遂的理想终于实现了。

风雨之后见彩虹

“滚石不长苔”,历经风雨的吴国雄常用这句话告诫自己,要坚定目标、执着追求。而当他被叶笃正收入门下不久,人生的又一个岔路口却让他多少有些犯愁。

入学前国家出台留学新政,大气物理所推荐他参加出国研究生考试,吴国雄顺利过关。但他心里知道,此时的叶笃正身边非常需要人帮忙来恢复各项研究工作,考虑再三,他决定留在国内,并把自己的想法告诉了叶笃正。

没有想到,叶笃正却对吴国雄说:“你要真的想帮我,就应该出去学习。”国家封闭多年,叶笃正深知国外在大气科学领域飞速前进,他希望吴国雄抓住机会去外面学习先进的科学,学成后再回国不迟。

1979年秋天,吴国雄远赴英伦,经过短期英语培训,后进入伦敦大学帝国理工学院物理系,师从格林开始气候动力学的研究,主攻大尺度地形和热源对大气环流的影响。自此,吴国雄潜入大气科学的浩瀚知识海洋,开始自由自在地探索畅游。

上世纪70年代初,德国气象学家爱德曼(Edelmann)曾用正压模式进行数值试验,发现初始时刻的西风气流遇到山脉阻挡后会逐渐转变为东风气流。这与实际经验相去甚远,这一“正压地形波不稳定”现象被称为“爱德曼迷”。

在英深造期间,吴国雄证明这一现象其实是角动量平衡的约束在正压模型中被歪曲所致,由此解开了长时间困扰大气科学家的谜题,并在此基础上证明存在一个理论理解地形高度,还阐述了地形和热源外强迫作用及涡度输送的内强迫作用以及它们之间的非线性效应在大气环流平均态形成中的重要作用。论文在美国《大气科学杂志》发表时,被美国科学院院士、著名学者狄金森(Dickinson)评价为“杰出的,指导性的工作”。

风雨过后见彩虹,吴国雄在气象科学之路上的数十年坚持,终于让他一跃登上国际舞台。

上世纪80年代,美国在全世界广揽人才,英国的博士毕业生能够轻易进入美国就业市场,一些中国留学生渡洋而去。尽管深知回国后待遇很低、工作条件很差,吴国雄还是没有忘记导师的嘱托,于1984年与爱人一起回到祖国。

“当一个人的志愿和爱好融合到人民的事业之中,你便体会到其乐无穷。”吴国雄说,在他所热爱的这份事业中,酸甜苦辣皆有,挑战与机遇并存。

回国后,吴国雄有数次机会走进官场,而出于对科学事业的不舍,他一一婉拒。1993年,不愿脱离科研一线的吴国雄接任大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室主任,他开始尝试将先进的管理方法引进实验室的运行机制中。

当年,我国的科研投入还很有限,吴国雄的工资已有两百多元,而在他的课题组里,许多年轻同事的工资还很低。为了让他们安心做学问,尽量减轻他们的负担,吴国雄把自己工资的一部分分给这些同事。当时,这些同事以为是课题奖励,不以为然,直到1999年一位同事发现了其中的秘密,全体抵制才作罢。

数十年的艰辛付出,吴国雄带领他的团队在气象之路上收获了丰硕的果实。同行开玩笑说吴国雄是“三高”气象学家——青藏高原、西太平洋副热带高压、南亚高压——这是他目前最为关注的研究领域。他还在国际上首次把亚洲夏季风爆发分为有机联结的三个阶段。

事实上,传承叶笃正所开创的青藏高原气象学,吴国雄近十余年来将大部分精力都投入到了对青藏高原气候动力学和热力学的研究,并由此取得了一系列创造性的成果。

在20世纪中叶以前,气候学被认为是一门描述性科学,在物理学中的地位很低。此后随着计算技术和科学的迅猛发展,气象学和气候学发展也成为可试验科学,从而大大地推动了天气动力学和气候动力学的发展。在吴国雄看来,气象研究一定要从对于“是什么”的经验性回答,发展至对于“为什么”的理论性回答,探索与人类息息相关的天气、气候形成的机制,才能从必然王国进入自由王国,才是研究要义之所在。

《中国科学报》 (2014-09-05 第9版 人物周刊)
 
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