中国大气科学家: 么枕生教授(上）
2012-1-30 21:32
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笔者按：去年和前年笔者曾应“科学出版社”之邀，参与《20世纪中国科学家成就概览》一书的编撰工作。该书是一本巨著性出版物，入选科学家都是20世纪中国各学科公认的最有成就的科学家，我的导师南京大学大气科学学院资深老教授，尽管已去世六年了，仍在其中名列，可见其影响之大。
么枕生（1910-2005），河北省丰润县人。气象学家，南京大学大气科学系教授、博士生导师，中国当代气候学及统计气象学的奠基人，中国高等学校气候学(本科)专业的开创者。历任中国气象学会理事、江苏省气象学会理事等职。1936年毕业于清华大学地学系。他毕生从事气象学与气候学之教学和科研长达70多年(1936-2005年）之久，早期从事天气学和天气预报研究，后来专攻气候学，其研究内容涉及气候学各领域，学术成就突出，论著颇丰，造诣极深，其学术影响惠及中国几代气候学界的专家学者。么枕生先生为人正直、治学严谨，毕生致力于人才培养和学术研究，对中国现代气象教育和研究事业的发展具有突出贡献。2004年10月中国气象学会特授予他“气象科技贡献奖”及其荣誉称号。作为老一辈气象科学家的杰出代表，么枕生教授不仅是中国当代气候学和统计气候学的开拓者，而且也是一位国际知名的科学家。的确，么枕生教授成就卓著、贡献突出、一生正气、两袖清风、为人耿直、助人为乐，他以全身心投入中国气象事业为己任，其科学创新精神和孜孜不倦的事业心，不但令所有受其指导过的专家学者们信服，也令所有受其影响和熏陶的中国学者们敬仰。
一．简 历
么枕生先生，1910年10月20日出生于河北省丰润县，2005年3月 7日因年高体衰， 仙逝于南京，享年96岁。他早年就读于河北省滦南县倴城小学（1919-1926），其后升入同县倴城中学初中，毕业后就读于河北省第十七中学（今北京地安门中学）高中（1926-1932），1932年起就读于清华大学地学系气象组本科，直至毕业。1936年应聘到中央研究院气象研究所（即现今中科院大气物理研究所前身）任助理员与助理研究员，主要从事天气预报工作，任职不久，其学术才华已初露锋芒, 期间他发表了数篇用德文和英文撰写的关于“西南低涡和江淮梅雨成因”的重要论文。 1941年至1948年先后辗转于西北农学院（气象学副教授）、东北大学（地理系教授兼教育部东北区战后院校接收委员）、浙江大学（史地系副教授、地理系教授）等院校任教、1948年至1952年在浙江大学地理系任教期间即已成为当时竺可桢先生领导下的浙江大学名教授之一；1952年调南京大学气象系（即现今大气科学系）任教授和博士生导师并兼任气象学系气候学专业教研室主任，他亲自创立了中国第一个气候学本科专业，身体力行，几十年如一日献身于气候学的学科建设、气象气候人才培养和气候科学研究，为新中国气象事业培养了大批高级专门人才，直至辞世。么枕生教授不仅是一位在国际学术潮流的峰顶浪尖上畅游的先驱和楷模，而且也是一位“学风老淳，创思源远，博大精深，教导有方，话语诙谐”的纯真学者和大师。在课堂上，他那流畅的推理演绎、高度逻辑性的数学推证和一丝不苟的严谨学风加之时而深入浅出的诙谐比喻，常常令学生们肃然起敬，印象深刻。例如，有一次他在讲授《气候统计》中的“泊松分布”时，说道：你们在食堂买红烧肉时，所找到的那个肉块数，恐怕就是这个分布吧（当时正值国家三年困难时期），这就使得学生们留下了深刻的记忆，一下子就理解了“泊松分布”的含义；还有一次上课时，他突然停下来，在讲台上寻寻覓覓，听课的学生们意识到老师在找什么东西，于是有一个学生大胆地问么先生要找什么？不料他却说，我的帽子呢。其实帽子就戴在先生头上，于是引得一阵哄堂大笑。这虽是个生活小例，但却从中说明了么先生忘我从事科学工作的精神。类似的例子还有很多。
二．学术成就与学术贡献
么枕生教授的学术成就卓著、学术贡献突出、学术影响深远。他在气候学的各个领域几乎都卓有建树，取得了特色鲜明的丰硕成果。尤其是他辛勤致力于统计气候学研究几十年如一日，造诣极深。他将统计数学理论与气候学相结合，开创了中国的“统计气候学”。在气候学领域多次提出“气候学要以动力学和统计学为工具沿着数值化方向发展”的学术思想。在他的推动下，国内不但发展了“统计气象学和统计气候学”，而且也发展了“动力气候学”。20世纪后半叶，他全身心地投入到气候专业的学科建设之中，不但出版了多部影响深远的论著，而且为培养和造就新中国的气候学专门人才，不遗余力。么先生不仅是中国当代气候学和统计气候学的开拓者，而且也是一位国际知名的科学家。80年代初在日本东京召开的第一次国际统计气候学术会议上，会议主席曾赞扬中国在这一领域所取得的突出成就，其唯一提到的学者就是么枕生教授和他的《气候统计》专著。世界著名的地理学家和气候学家，日本学者吉野正敏教授也曾高度评价中国气候学家么枕生教授，他说，“么教授是一位理论素养深邃、道德高尚的气象学家和教育家。”的确，么枕生教授正是一位在学术上一丝不苟、治学严谨、成就卓著、贡献突出；在生活上简朴节俭、一生正气、两袖清风；在为人处事上正直秉公、尊重人才、教诲有方的学术大师。
20世纪50-60年代,他不但创设了“气候学原理”、“气候统计学”等课程，并出版了专著《气候学原理》（科学出版社，1959年）和《气候统计》（科学出版社，1963年；1990年由丁裕国扩编），这两部专著对中国气象学界的影响深远，是当时气象学界具有国际学术水平的专著。前者不仅是南京大学气候学专业的基本教材, 而且也是地学界各专业的重要参考书。该书对中国的气候学和地理学具有划时代意义, 它哺育了一代又一代包括气候学在内的地学界高级专门人才；后者则是研究气候统计方法和统计气候学的专著，一直以来都是气候研究和业务工作的必备参考书。改革开放以后，他虽年逾古稀，仍与时俱进，紧跟国际学科前沿，再次出版了更高学术水平的学术专著《气候统计学基础》(科学出版社, 1984年)，该书是么枕生教授继60年代以来的又一本高水平理论基础教材, 因其理论与应用并重，特色鲜明，1988年该书获得了国家级优秀教材奖，国家教委优秀教材一等奖。除上述专著以外，早在20世纪50年代，么枕生教授还出版了中国第一部农业气象学专著，《农业气象学原理》（科学出版社，1954年）从而为新中国气象事业服务于农业奠定了有力的理论基础。该书曾先后6次再版印刷，并被译为外文。一直成为中国农业气象专业的重要参考书。么枕生教授一生所发表的学术论文共有57篇，其学术水平之高是国内外公认的，除仅有的几篇合作论文外，绝大部分论文从构思、试验、理论推导和演算，直到撰文（中外文）的全过程都由其独立操作，这无疑是中外科学史上极其难能可贵的范例之一。为了全面介绍其学术成就和科学贡献，现就他所涉足的几个主要学术领域分述如下：
（1）天气学和天气预报领域
1941年前，么枕生教授任职于中央研究院气象研究所（即现今大气物理研究所）从事天气预报业务与研究工作。他率先将挪威学派天气模式应用于国内天气预报业务，并在研究江南梅雨时指出，“梅雨是静止锋的产物，两湖盆地是气旋生成区”。并在天气预报实践中总结出：“孟加拉湾风暴和冬季印度低压或西南槽可以进入中国”，这些论断的正确性已为后人的大量观测和研究实践所证明。因而，在其大学毕业后近５年的工作中，除有德、法文译作外，曾发表了多篇有关天气和气候方面的中英文研究论文。其中，关于江南梅雨的静止锋成因论断及两湖盆地与长江下游气旋生成区的关系的研究；首次论述从孟加那湾进入中国西南地区的气旋系统在中国海面重新发展为灾害性气旋，并指出其必要条件是我国东部有锋面生成等, 都是么枕生先生对早期中国天气预报的贡献。尤其是用英文发表于美国气象学会会刊的论文《On the Origin of Depressions in Southern China》(Bull.Amer.Met.Soc.,21,351-355）, 乃是么枕生教授率先在国內气象学界论述“印度气旋可进入中国西南地区”的论文，这就是后来学术界公认的：影响我国西南地区的重要天气系统―“西南低涡”。由此可见，么枕生教授年轻时代就已在天气预报领域嶄露才智。
（2）农业气象学领域
1941年么枕生教授转任西北农学院副教授，在农业科学的殿堂里，他以一个科学家的学术敏锐性，感悟到气象对于农业生产的重要性，于是在授课之余，他自发研修了有关农学的课程。通过积累和思考，他对农业与气象的关系提出了许多真知灼见。不但发表了一批有关农业气象学的论文，而且撰写出版了专著。例如，除1959年发表的《由土壤温度论微气候》，是我国最早的有关农业小气候方面的论文以外, 他还发表过其它有关论文。而1954年由科学出版社出版的中国第一部农业气象学专著《农业气象学原理》，更是总结了当时国内外在农业气象学领域的最新成果及作者本人多年的研究成果。该书曾被６次印刷，畅销全国, 并被译为外文，在国外出版发行，成为50-60年代国内高校农业气象、农学、气候等专业的专业课程的重要内容及其它相关专业的重要参考书，至今这一著作对专业人士都有指导意义。《农业气象学原理》一书的出版，不但是对么枕生教授本人的学术成就及其成果价值的肯定，而且也是他后来转为气候学研究和教学的一个契机及原动力。
（3）气候学与统计气候学领域
如前所述,么枕生教授在其所涉足的气象学和气候学诸多领域几乎都有突出贡献，尤其是在统计气候、动力气候和气候成因与变化等诸多方面他不但独具创见，而且先后都取得了特色鲜明的丰硕成果。例如，1959年由科学出版社出版的《气候学原理》是一部16开本的科学巨著，以长达510页的篇幅，综合概括了当时国际上最新气候学研究成果，其参考文献遍及中、英、德、日、俄文，不但引用的资料翔实，且其论述的理论和应用价值极高，曾经一直是50-70年代我国气候学界最权威的具有极高学术水平的专著，这部巨著哺育了一代又一代的气候工作者，并长期成为中国地学界各专业的重要参考书之一，特别对于中国气候学和地理学的发展具有划时代的意义。么枕生先生的另一专著是国内外气候学界所熟知的1963年由科学出版社出版的《气候统计》（30万字，1990年经由丁裕国改版扩编为75万字），该书是研究气候统计和统计气候学的专著，后来成为我国从事气候统计业务和研究的必备参考书。1984年，年届74岁高龄的么枕生教授，与时俱进，紧跟国际前沿，又出版了他的新著《气候统计学基础》，该书是么枕生教授继60年代以来又一本高水平的理论与应用并重的基础理论专著, 全书共分15章, 系统而全面地阐述了气候统计理论的基础内容及其应用。全书结构严谨、语言流畅、不但将作者多年的创新研究成果融为一体，而且深入浅出、博采众家之长，引用一百多篇中外文献，从中提取精华，形成独具特色的学科体系。书中所涉内容不仅是统计气候学的基础理论，而且也是长期天气预报和其它一切与气候环境学科有关的专业可以借鉴的统计学理论与方法。这部著作是当时国内外同类书籍中颇具领先地位的专著。该书于1988年获得国家级优秀教材奖，国家教委高等学校优秀教材一等奖，从而在国际上为统计气候学的发展作出了可喜的贡献。这使得许多当年的年轻学者不约而同地感受到，么枕生教授永远是在国际学术潮流的峰顶浪尖上畅游的先驱和楷模，真不愧是一位“学风老淳，创思源远，博大精深”的纯真学者和大师。
上世纪末，年届90高龄的么老，学术思想依然十分活跃。真正是“学风劲吹，文与年长”。自1997年后他曾先后连续发表多篇突破性的国际学术论文，对气候数值分类的传统方法改进创新，得到了国内外学术界的一致公认。其中最杰出的论文《A new method of cluster analysis for numerical classification of climate 》 （原载于 Theor.Appl.Climatol.(1997), 57, 111-118.） 和《A new loading correlation model for classification and description of climate》(原载于Global and Planetary Change (1999)Invited paper)等，成功地解决了统计气候和统计地学领域的一大难题，将（气候）数值分类问题加以理论化，从统计理论上推证并克服了传统聚类分析中的各种距离系数不能引用假设检验的弊端，提出了具有统计显著性检验的聚类分析方法（简记为CAST方法），由此可推广到包括天文、物理、化学、生物、地学、经济等诸多学科领域的应用中，为科学的数值分类方法提供了新的普适性理论和应用途径。由此可见，么枕生教授在气候学与统计气候学领域所取得的辉煌成就，不愧为中国学者之楷模。
回顾么枕生教授对气候科学贡献最为突出的“统计气候学”领域，大致可划分为三个发展阶段：早年（20世纪50-70年代）他主要是应用常规统计学方法来研究中国气候的时空变化特征，其中包括各种气候要素的出现概率、保证率、相关分析和方差分析等。在这一时期，他解决了一些重要的气候统计理论难题，例如，1977年提出正交回归和偏相关筛选方法，该方法等价于逐步回归，但其计算大为简化。1978年又提出序列方差分析方法，利用随机函数直接推导出序列标准差和序列方差的抽样分布，并将其用于气候数值分类，经实测资料验证，十分合理，至今该方法仍适用于气候分类研究。
其后，在20世纪80至90年代中期，么枕生教授将主要精力倾注于高级气候统计诊断分析和预测方法的研究上，尤其在Markov链、自回归分析和功率谱分析方面，都作出了重要贡献，他从数学上推证指出，功率谱分析所得到的气候周期是一种叠加的周期，而气候变化具有随机性和准线性，他的这些论文及其学术观点具有重要的理论意义，不但对当时的国际统计气候研究有启迪，即使对现今继续发展着的统计气候学也有重要参考价值。
在20世纪90年代末期，年届耄耋的么老教授，其学术思想依然十分活跃，他曾先后连续发表多篇突破性的SCI国际学术论文，将气候数值分类的传统方法，加以改进创新，得到了国内外学术界的一致公认。么枕生教授曾一再强调，气候数值分类是现代气候学的中心研究课题之一。早在1951年他就在《气象学报》发表了用年温谐波分析作气候数值分类的论文，当时他即已发现所有的气候分类区划的传统方法（包括他后来用序列方差作为气候分类的依据）都隐含了主观性而未能将统计学的数值判据，例如统计假设检验用于其中，许多学者也曾涉猎这一难点，但都未能很好地解决，直到20世纪90年代末期，在么枕生教授苦苦探索数十年后，终于如愿地成功解决了统计气候和统计地学领域的一大难题，将（气候）数值分类问题加以理论化，从统计理论上推证并克服了传统聚类分析中的各种距离系数不能引用假设检验的弊端，从而首次提出了具有统计显著性检验的聚类分析（CAST）方法。
（4）创建中国第一个气候学专业
么枕生教授是中国第一个气候学本科专业的首创者，也是该学科建设的带头人。自1952年任教于南京大学气象系以后，么枕生教授在当时的系主任朱炳海先生的支持与配合下，筹建了南京大学气象系气候学本科专业，该专业遂成为中国高校的首创气候学专业。为了发展气候学专业，他肩负重任，一直主持气候学原理和统计气候学的教学和科学研究。几十年来，作为我国老一辈气象学家的杰出代表和德高望重的气候学家，他是我国改革开放后的第一批博士生导师，为中国气象和气候学科培养了一大批博（硕）士、高级专家、学者和教授，如今这些学子的足迹遍及海内外，其中有的已成为中国的两院院士。不仅如此，么枕生教授在促进和维护气候学教育事业方面也做了大量的工作，面对近几十年来全球气候变暖的严峻事实，么先生曾不止一次地在不同场合向有关人士呼吁，国家教育部门应当重视培养当代气候科学事业的高级专门人才，但令人遗憾的是曾有一度时期，在我国为数极少的几所大学中竟将原有的气候学专业砍掉，这实在是一段失误之举。以致迄今有的尚未恢复，有的虽已恢复，但师资力量严重匮乏。目前党中央和中国政府高度重视气候变化及其科学问题研究的国际影响和国内发展，相信不久的将来这一问题定能圆满解决。1956年么枕生亲自主持并参与了中国第一次大规模的黄土高原小气候考察和野外观测－陕北小气候考察，这次小气候考察是气候学理论与学生野外实习相结合的典范，它既巩固了当时师生们的理论知识又探索了新的气候规律，并为发展气候专业课程开拓了新的方向，此后，该专业的其他教师又相继于1957年和1958年在国内组织了类似的气候考察，50年代末，么枕生教授主编了《西北黄土高原小气候》一书（科学出版社，1959）。笔者师从么枕生教授多年，深感先生在科学的道路上真正是一位“演绎归纳，教导有方，概念清澈，言简意赅，趣味无穷”的大师。诚所谓“沐浴教泽，如坐春风，受益匪浅”。 （待续）
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