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趙九章:中國海浪研究的開創(chuàng)者


趙九章(1907年10月15日―1968年10月26日),浙江省吳興縣人,1951年加入九三學(xué)社,曾任九三學(xué)社第三、四、五屆中央委員會委員。是我國著名氣象學(xué)、地球物理和空間物理學(xué)家。他1933畢業(yè)于清華大學(xué)物理系,1935年赴德國攻讀氣象學(xué)專業(yè),1938年獲博士學(xué)位,同年回國。趙九章歷任西南聯(lián)合大學(xué)教授,中央研究院氣象研究所所長。中華人民共和國成立后,趙九章歷任中國科學(xué)院地球物理所所長、衛(wèi)星設(shè)計院院長,中國氣象學(xué)會理事長和中國地球物理學(xué)會理事長。他1955年被選聘為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。

趙九章是我國氣象學(xué)、地球物理學(xué)、海洋學(xué)、空間物理學(xué)杰出的著名科學(xué)家,他用淵博的學(xué)識和戰(zhàn)略眼光,不斷開拓前沿學(xué)科,瞄準(zhǔn)國際先進(jìn)水平,積極為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)服務(wù),治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)求實,善于大協(xié)作,倡導(dǎo)學(xué)術(shù)民主和學(xué)術(shù)交流,培養(yǎng)和引進(jìn)優(yōu)秀人才等等,至今都有重要的指導(dǎo)意義。我大學(xué)畢業(yè)后就在趙九章先生開創(chuàng)和領(lǐng)導(dǎo)的海浪研究組工作過一段時間,了解他在海浪研究方面的一些片斷,在趙九章誕辰100周年之際,特寫此回憶以表紀(jì)念。 

海浪預(yù)報研究

 

海洋中有本海區(qū)大風(fēng)形成的海浪,有遠(yuǎn)海區(qū)臺風(fēng)產(chǎn)生巨浪傳播到本海區(qū)的涌浪,有海底強烈地震引發(fā)的海嘯構(gòu)成的津浪。不同波高和波長的大型海浪,可能掀翻或折斷船艦,沖刷海岸設(shè)施,對漁業(yè)捕撈、航海、海上勘探作業(yè)、海上和登陸作戰(zhàn)、海港和防波堤建設(shè)等都有重大影響,所以趙先生在1952年就組建成海浪組,進(jìn)行海浪和臺風(fēng)中心的預(yù)報研究工作,開辟了我國海洋研究的一個新領(lǐng)域。

1953年,趙先生指導(dǎo)、審校管秉賢的《海浪預(yù)報》譯著,并在序言中寫道:“海塘工程和海港建設(shè),都必須先掌握各地海浪的沖擊壓力和由海浪而引起的海流沖刷以及泥沙搬運的規(guī)律,才能作出完善的設(shè)計,不致在建筑以后為海浪所破壞。中國是一個擁有一萬里以上海岸線的國家,為了祖國的國防和經(jīng)濟(jì)建設(shè),海浪的研究是刻不容緩的巨大工作。”他常列舉不能正確地掌握海浪預(yù)報對漁民生命財產(chǎn)構(gòu)成的威脅和二次世界大戰(zhàn)盟軍在諾曼底登陸的重大損失,教育青年要做好工作。他花了很大精力,親自講授海浪和流體動力學(xué)等理論以及風(fēng)浪、涌浪、拍岸浪的預(yù)報原理,具體指導(dǎo)研究工作,培訓(xùn)科技人員;領(lǐng)導(dǎo)建立海浪儀制作和標(biāo)定實驗室,與中科院的有關(guān)所合作,開展海浪觀測儀和波譜儀等研制;和海軍多次協(xié)商,在當(dāng)時還是海防前線的青島地區(qū)一個小島上合作建立了海浪觀測臺,進(jìn)行海底和海面的波浪觀測,測量未受阻礙的由西太平洋臺風(fēng)引發(fā)并傳到本海區(qū)的涌浪先頭波;查閱最新文獻(xiàn),分析觀測資料,研究海浪預(yù)報理論;擴(kuò)大與蘇聯(lián)、歐洲及國內(nèi)的學(xué)術(shù)交流;籌劃在浙江舟山群島朱家尖新建海浪臺;指導(dǎo)中國沿海海浪折射圖繪制等等。到1958年,已獲得多方面的科研成果,為日后的海洋環(huán)境預(yù)報打下了基礎(chǔ)。

趙先生為我國海浪預(yù)報研究作出了開創(chuàng)性、奠基性的重要貢獻(xiàn)?,F(xiàn)在,每當(dāng)我在電視上看到海浪預(yù)報節(jié)目時,總是很自然地想起趙先生領(lǐng)導(dǎo)我們搞海浪預(yù)報研究時忙碌工作的情景,想起他經(jīng)常教育青年人如何搞好科研的情景,想起他在青島海浪臺和戰(zhàn)士、學(xué)生們一同吃二米飯(小米、大米)的高興情景,想起因?qū)W生見他頭發(fā)早白而過高猜測他年齡引起他開心笑了的情景,對這些情景,至今我們還記憶猶新。 

臺風(fēng)中心和移動路徑的預(yù)報研究

1953年,趙先生指出:“海上風(fēng)暴和臺風(fēng)是威脅海上交通、水產(chǎn)采集和人民生命財產(chǎn)的自然災(zāi)害,我們除了利用海上島嶼,船舶的氣象記載或者用飛機出海探測外,還可以利用沿海海浪的觀測和分析,預(yù)測風(fēng)暴的中心和它們移動的路徑。”解放初期,國外海洋氣象信息對我國實施封鎖,影響我國臺風(fēng)預(yù)報的及時和準(zhǔn)確性,為了打破封鎖,提高臺風(fēng)預(yù)報精度,趙先生根據(jù)當(dāng)時美國、蘇聯(lián)研究海浪的最新進(jìn)展,與海軍合作,選定在青島地區(qū)小麥島海面寬闊的地方,在海底幾十米深處安裝海浪自記儀,測量涌浪的先頭波,這種先頭波比風(fēng)暴產(chǎn)生的涌浪波幅低很多,是周期很大的長波,用目測看不見,傳播速度比涌浪快2倍,即它傳播在風(fēng)暴所產(chǎn)生的波峰前面,用海浪自記儀觀測的資料和波譜儀分析的結(jié)果,可在臺風(fēng)產(chǎn)生的涌浪到達(dá)海岸前約一晝夜時間內(nèi)預(yù)報出風(fēng)暴中心,這既是海上臺風(fēng)預(yù)報新方法的研究,也是一種有重要意義的探索。1956年,趙先生任國務(wù)院《十二年科學(xué)規(guī)劃》委員會氣象組組長、海洋組組長,他組織海洋學(xué)家擬定了海洋科學(xué)規(guī)劃以及1956年和1957年進(jìn)行同步觀測計劃,他擔(dān)任同步觀測組組長,實施了組織領(lǐng)導(dǎo),對我國海洋科學(xué)的發(fā)展起了先導(dǎo)作用。 

趙九章對我國海浪研究的主要貢獻(xiàn)

(1)為了國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的需要,開創(chuàng)我國海浪和臺風(fēng)中心預(yù)報研究,建立了中科院、海軍、民用部門的緊密合作關(guān)系,培養(yǎng)出科技骨干,使科研可持續(xù)性發(fā)展,為海洋環(huán)境預(yù)報打下了基礎(chǔ)。(2)研制成功海底波浪自記儀、波譜分析儀、岸用光學(xué)測波儀、表面波自記儀。開始研制了海洋自動遙測漂浮站。(3)在青島建立了我國第一個海浪觀測臺,積累了大量實測資料。在舟山群島建立了臨時觀測站,南北兩站同時作海底波浪自記儀觀測。(4)在目測試驗基礎(chǔ)上,編制出我國第一套海浪目測規(guī)范。利用多年目測數(shù)據(jù),制定了適合我國廣闊大陸架的海浪預(yù)報圖表。(5)研究了海浪生成、傳播、預(yù)報理論,繪制了中國沿海的海浪折射圖,統(tǒng)計、研究了海浪大小分布結(jié)構(gòu),提供了海浪和臺風(fēng)中心預(yù)報的基本條件。(6)利用青島海軍觀象臺的氣象資料和天氣預(yù)報結(jié)果,試驗了觀象臺海區(qū)的風(fēng)成浪預(yù)報,驗證結(jié)果良好。(7)對青島、舟山兩臺站的自記儀資料進(jìn)行了波譜分析,結(jié)合天氣圖、折射圖、海浪波譜,作了由先頭涌浪預(yù)報臺風(fēng)中心的分析研究。(8)組織海洋學(xué)家擬定了海洋科學(xué)規(guī)劃,領(lǐng)導(dǎo)了1956年、1957年海洋同步觀測,對我國海洋科學(xué)發(fā)展和海洋普查起了先導(dǎo)作用。 (作者:中科院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心楊俊文)