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章基嘉院士

2019年05月07日    作者:    发布 :    

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章基嘉(1930.1.1—1995.10.5),安徽省绩溪县瀛州乡油坑口人。长期天气预报专家,任中国气象科学研究院研究员,南京气象学院教授及副院长、中国气象学会理事长,中国气象局党组副书记、副局长 ,并被选为首批中国工程院院士 。

1951年毕业于上海交通大学物理系,1958年毕业于苏联列宁格勒水文气象学院研究生部,获地学科学副博士学位。先后从事气象教学、科研和组织领导工作,在大气环流和中长期天气预报、青藏高原对东亚环流和天气气候影响等方面有深入的研究。为纪念在章基嘉气象学上的贡献,南京气象学院设立了章基嘉奖学金。

1944年,毕业于县初中(今绩溪中学)。

1951年,提前从交通大学物理系毕业参加抗美援朝,任气象兵。

1955年,被派往苏联列宁格勒水文气象学院研究班学习。

1958年,获博士后回国,在中央气象局和研究所从事中长期天气预报。

1960年,调南京参加筹建我国第一所气象学院的工作,而后在南京气象学院工作23年,历任天气动力教研组组长、气象系主任、副院长。

1962年,以专家身份赴越南河内综合大学任教,获“胡志明奖章”、“中越友谊奖章”。

1978年,开始承担指导研究生的工作。

1980年起,任国家气象局第一副局长、党组副书记,兼北京气象学院院长、教授,南京气象学院和中山大学大气科学系教授。

章基嘉首次研究了1891年以来北半球大气环流的长期演变规律及中国演变、降水异常的关系,开拓了我国长期气候预报和短期气候振动的研究领域;他首次用现代数理统计方法,系统地研究了亚洲自然区域内自然天气季节的客观划分及各自然天气季节内候平均环流的客观分型问题,并以此为基础提出了一种长期天气预报的客观方法;他编著的《中长期天气预报基础》填补了我国这一领域的空白。

他主编的《当代中国的气象事业》系统地反映了我国气象事业的成就与经验;他主持和组织的长期预报研究、中期数值预报项目建设、局部灾害性天气短时预报研究、南极气象考察和《国家气候兰皮书》编写等项重大项目和工程,为促进气象科学发展、推动气象现代化建设作出重大的贡献。

长期从事大气环流和长期天气预报业务、教学和科研工作,是中国在这一领域的学术带头人。在国内率先将正函数方法引入大气环流和长期天气预报研究,客观地划分自然天气季节,提出天气异常的客观预报方案。在长期天气过程的研究中,定性地揭露各种物理因子对超长波移动及强度变化的影响,深化对超长波活动基本规律的认识,对北半球环流季节转化的物理成因研究有独到见解。在青藏高原热力动力作用研究中,首次给出大范围现象相互联系的图象。所著的《中长期天气预报基础》填补我国这方面专著的空白。

一、大气低频振荡和遥相关的理论研究

经过带通滤波和谱分析,章基嘉和他的同事们发现,夏半年青藏高原及其邻近地区上空30~60天振荡具有最重要的谱峰值,其均方差占未经滤波的逐日变化均方差的40%以上,占大气低频变化部分均方差的60%以上;均方差高值中心位于高原中部和东部地区,在对流层上层高原以南具有斜压结构,高原以北具有相当正压结构;在对流层下层正好相反。

海洋热状况的异常是长期天气异常的重要强迫因子。为此他们用现代统计学中的主振荡型(POP)分析方法研究了40年热带太平洋海面温度(SST)月距平场时间序列的演变规律,发现主振荡型的共扼对子能恰当地描述厄尼诺(EINino)和反厄尼诺事件的振荡过程,其平均周期为39.3个月,与实况一致。此外,还求得了低纬环流(Walker环流和Hadley环流)、东亚夏季天气(温度和降水)的伴随相关型(ACP),给出了物理意义清楚的海气相互作用图象,加深了对厄尼诺事件与我国天气异常关系的认识。

鉴于全球海洋热状况对长期天气过程的重要性,他们进一步利用COADS(全球海洋大气资料集)提供的全球海温资料计算和分析了全球87个海区月平均海温与北半球500hpa上576个格点的月平均非绝热热流量和温度场的遥相关空间分布型和时间滞后相关矩阵。根据海气系统的时空遥相关关系建立了非绝热热流量和温度的预报模型,进行了非独立和独立资料的预报试验,结果表明这个预报模型作为6个月左右的长期预报的基础是可行的。

二、大气环流异常和旱涝低温长期预报方法的研究

中国的夏季旱涝主要取决于三大环流系统,即北方的东亚阻塞,东部的西太平洋副热带高压脊和西部的南亚高压的位置、强度的异常和它们的相互配置。在这个基础上,再考虑太平洋中的厄尼诺事件和太阳黑子活动的位相等外部因素,并根据多年的实践经验,建立了中国夏季旱涝趋势预报的概念模型和方法,已于1990年在中央气象台使用,取得了良好的效果。建立了线性和非线性的月、季气温等级预报方程,并已于1988年在中央气象台投入长期天气预报业务使用,其预报准确率明显超过气候预报和持续性预报。

以上述规律性研究为依托,他们还研制成功适用于中央、省和地区气象台相结合的五种长期预报微机业务系统。由于系统结构合理,功能较齐全,自动化程度较高,便于扩充移植,已在全国气象、水文、部队等部门的40多个单位推广使用,发挥了很好的作用。

三、影响长期天气过程的非大气因子的研究

ENSO(厄尼诺与南方涛动的简称)是发生在热带太平洋海气耦合系统中年际变化的最强信号,其变化周期为2~7年,平均为3.5年,对全球大气环流和短期气候变化有明显影响,该课题组于1986年6月开展了对ENSO事件的分析研究,在国内首次建立了ENSO的监测和诊断分析系统,为我国的短期气候监测业务系统的正式建立奠定了基础。5年期间共发布《 ENSO监测公报》33期,基本正确地诊断了80年代后期的厄尼诺事件的发生、发展和衰亡过程。

他们还发现,极冰与副高之间有半年左右的滞后相关,冬季极冰与东亚夏季风呈负相关。夏季北极海冰在500hpa上可激发出二维Rossby波列。

四、长期数值天气预报的研究

所谓长期数值天气预报就是在一定的边界条件和实际的初始条件下对流体热力—动力方程组(天气方程组)进行时间长达1个月或以上的数值积分做出的环流和天气的预报。

章基嘉的许多研究成果已在业务实践中得到推广应用,发挥了重要作用,使我国的长期天气预报理论基础和业务水平有了明显提高,与少数先进国家相比亦不逊色。然而,由于长期天气预报问题的复杂性,这些成就相对问题的完满解决来说,还有相当大的差距。以勤奋、刻苦和才华著称的章基嘉先生正在努力工作,他和他的同事们将继续探索,努力争取更大的新成就 。

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