叶笃正（1916年2月—2013年10月），气象学家，中国科学院院士，在大气Rossby波能量频散、大气环流动力学、东亚大气环流的季节突变、大气阻塞高压动力学、大气中的地转适应过程、青藏高原气象学及全球变化等多个领域，取得了许多创新性成果和开创性研究。2006年获国家最高科学技术奖。

“今天白天多云转晴，北转南风2～3级，最高气温13℃，最小相对湿度30%。”

大家耳熟能详的天气预报，每天都会准时播出，我国的气象部门于1969年正式发布数值天气预报。过去，人们只能抬头看天辨阴晴，数值天气预报结束了“天有不测风云”的时代。这份预报看似简短，背后却凝聚着无数气象科学家的心血，其中一位便是叶笃正。叶笃正是我国现代气象事业的开拓者之一，为我国气象事业贡献了多方面的创新成果。

开创青藏高原气象学

青藏高原的动力作用和热力作用，是叶笃正的最大发现之一。

地形是大气运动的重要强迫源之一，新中国成立之前，虽然已经有了关于地形对大气环流影响的研究，但青藏高原气象研究却几乎还是一片空白。20世纪50年代初期，在两次科考队收集数据的基础上，叶笃正首先发现围绕青藏高原的南支急流、北支急流及它们汇合而成的北半球最强大的急流，严重地影响着东亚的天气和气候。

青藏高原是热源还是冷源,多年来也一直是个重要的科学问题。当时的大气研究多基于流体力学和热力学理论、用数值计算或传统转盘实验的方法进行理论模拟实验。叶笃正认为，物理实验方法具有独特的优越性，可以改变控制参数，进行多次重复实验，而且描述大气和流体运动的数学方程具有相似性，因此必须重视物理模拟实验。他首先提出要建造大气环流模拟实验室，将流体力学实验的方法引入大气环流的动力学研究。此外，他推翻传统转盘模拟实验中以圆柱表示地形影响的简单设定，创新性地在转盘中设置了一个长轴为7厘米、短轴为4.8厘米、高度为3厘米的椭圆体，更加准确地模拟实际大气中青藏高原的情况，该转盘装置及其相关研究至今仍然是大气科学重要的研究手段之一。

通过引入物理实验方法，叶笃正模拟了青藏高原对于大气环流的影响，并再现了大气中的许多现象。过去，人们研究青藏高原对大气环流的影响，始终只把它当作一个动力学因素，只考虑它的隆起对大气环流的影响。叶笃正开创性地提出青藏高原在夏季是一个热源，在冬季其西南角有一部分是热源,其余地区可能是冷源，并且其影响范围几乎波及半个地球。通过冷源和热源学说的建立及对高原动力等问题的探索，叶笃正最终开创了青藏高原气象学这一新的研究领域。

正是由于他创造性的研究工作，国际上才开始接受大地形热力作用的概念，为青藏高原气象学的建立奠定了科学基础。1991年《美国气象学会通报》在介绍叶笃正的成就时说道:“他是世界上第一个确认青藏高原的热力效应并且用数学方法加以表述的,而在此之前人们主要是把青藏高原作为动力机械强迫来对待。”2003年的《世界气象组织通报》进一步指出:“叶笃正是提出世界上最大的高原夏季是热源,冬季是冷源的第一人”。叶笃正所编著的《青藏高原气象学》一书系统总结了青藏高原气象学研究，是国际公认的权威著作，被国际气象界广泛引用。青藏高原气象学的开创，为中国的天气预报和气象预报奠定了基础。

原创理论终结“天有不测风云”

20世纪50年代，大气环流问题是气象学领域中的一个紧要问题，对提高天气预报的准确性有着重要作用。为了做好国家建设急需的天气预报工作，叶笃正从观测事实和理论分析出发，系统地开展了对东亚大气环流演变的研究，探究我国所处的东亚地区大气环流状况及其形成的原因。在作为气象组主任的叶笃正的带领下，当时科研能力很强的顾震潮、陶诗言和杨鉴初，齐心合作、成果颇丰。

1958年，叶笃正与同事撰写了《大气环流的若干基本问题》一书。书中指出，大气环流是一个内在的整体，所有基本要素都是相互作用、相互影响的，在形成这个整体的过程中，除了像太阳辐射和地球旋转这些外部因子外，大尺度扰动在其中扮演了重要角色。该书被公认为现代长波理论发展以来对大气环流现象和理论作系统总结的首部概览性著作。

叶笃正发现东亚的大气环流在6月初以突变方式从冬季环流型转换成夏季环流型，并且这种行星尺度环流的突变将导致东亚夏季季风的暴发，从而创建了东亚大气环流理论。1959年，“东亚大气环流的研究”课题的相关英文论文在国际著名气象学杂志Tellus上发表，受到国际大气科学界的重视，比其他国家的科学家早20多年提出了东亚大气环流季节转换的突变性。他对东亚大气环流做出的系统和开创性研究，极大地提高了我国气象学在国际学术界的地位。

叶笃正还发现阻塞形势的建立和崩溃常伴随着大范围环流形势的强烈转变，它的长期维持则带来大范围气候反常现象，从而证明了阻塞高压在持续异常天气预报中的重要性，并且提出了北半球冬季西风带阻塞形势演变的机制和预报这些演变过程的关键指标。他是最早注意到阻塞高压与东亚天气的关系，并对阻塞高压形成做出满意解释的第一位气象学家，而国外在15年后的1976年才注意到阻塞高压与北美异常天气的联系，阻塞形势才成为国际上一个重要的研究方向。这个研究不仅大大提高了我国冬季寒潮暴发的预报准确率，而且为研究冬季西风带大气环流演变提供了理论基础。他们的成果《北半球冬季阻塞形势的研究》，迄今仍广泛应用于中国天气预报的实践中。

正是凭着这些原创的科学成果，叶笃正和他的同事们结束了中国千百年来“天有不测风云”的时代。过去，人们只能抬头看天辨阴晴，依据“天上鲤鱼斑，明日晒谷不用翻”“久晴大雾必阴，久阴大雾必晴”这样的歇后语预测天气，但往往“天有不测风云”，天气变化不能及时预测。在叶笃正的带领下，我国的数值天气预报工作开始起步和快速发展，他的大气长波能量频散理论、东亚大气环流和季节突变理论、大气运动的适应尺度理论，使数值天气预报如虎添翼，逐步发展成为如今短期（1～2日）天气预报的主要手段、中期（3～10日）天气预报的重要依据和长期（月和季）天气预报的重要方法。

思者常新的前瞻战略思维

叶笃正视野开阔，善于联系与思考，纵横于多个学科领域,总是站在国际大气科学和地学发展的前沿，不断提出创新思想，寻找新的研究领域。

叶笃正是最早提出全球变化研究的主要科学家之一。1984年，在第一次全球变化大会上，他第一次指出10～100年应当是全球变化研究集中关注的时间尺度，讨论了气候变化和全球变化的联系和区别，引领了当代地球科学研究的潮流。

进入耄耋之年的叶笃正也丝毫没有停止思考和研究。为了应对全球变暖、土地退化等全球变化的负面影响，为了实现可持续发展这一战略目标，叶笃正于2003年首次提出了“有序人类活动”和“有序适应”的概念，并阐述了其科学概念及其研究的理论框架。他提出，合理安排和组织人类活动，能够使得自然环境在长时间、大范围内不发生明显变化，甚至持续好转，同时又能满足当时社会经济发展对自然资源和环境的需求。叶笃正关心人类的生存环境，强调地球环境变化中人与自然的关系，他把全球变化与可持续发展联系起来，开创性地带领中国学者开展了有序人类活动的观测科学试验，推动发展“人类—环境系统模式”并指导开展模拟研究。

对于“有序人类活动”的研究方法，叶笃正也自主提出了三个研究方法。首先是将社会科学和自然科学相结合；其次是建立人类活动-生存环境模式系统；最后是建立示范区，进行长期的监测研究。同时，应用卫星遥感监测结果进行数学模拟研究，并应用观测资料监测模式结果的可靠性作为改进模式的依据之一。

“有序”概念为可持续发展指出了一条明确的道路，引起众多科学家的共鸣。对此，有科学家表示，叶笃正的观点是具有潜在科学生命力的，人类应该如何从宏观尺度上布局生产活动和城市化等，这是具有生命力的陆—气相互作用研究。“人类—环境系统模式”目前尚未建立起来，相信随着科学研究的发展，将会如叶笃正预期的那样，诞生出“气候环境变化控制论”的新学科分支。

正所谓“恒者行远，思者常新，博观约取，厚积薄发”。正是由于叶笃正具有超前于时代的问题意识，对科学前沿问题具有极高的敏感度，有打破常规的治学精神，还有深厚的学识素养，才使他敢于质疑权威论断，能够打破思想上的局限，冲破传统的桎梏、屡有创新，在很多方面都做出了开拓性的工作。他在青藏高原气象学、大气长波能量频散理论、东亚大气环流和季节突变理论、全球变化科学新领域等方面都贡献了一系列科学思想和创新见解。学术界对叶笃正的评价是，他使中国的气象研究变成了一个系统工程。

（摘编自《叶笃正传》，王舒，江苏人民出版社，2009年；《领袖科学家：王大珩、叶笃正、刘东生》，

吴彤，中国科学技术出版社，2012年；《叶笃正的科学贡献及研究方法》，

黄刚，戴新刚，董丹宏，等，科学出版社，2015年。由赵敬茹整理）