罗斯贝

现代气象学和海洋学的开拓者

卡尔·古斯塔夫·罗斯贝（Carl-Gustaf Rossby, 1898-1957年）现代气象学和海洋学的开拓者。1898年12月28日生于瑞典斯德哥尔摩的一个中产家庭，当他在家乡的斯德哥尔摩大学进行数学和物理专业的学习时，参加了由当时刚刚获得气象预报理论突破的皮叶克尼斯主讲的一次关于大气运动非连续性问题讲座，由此他就被气象学问题深深吸引。

瑞典成长

1919-1920年他进入著名的卑尔根气象学校，加入了由皮叶克尼斯率领的气旋理论研究和天气预报团队。年轻的罗斯贝亲历了极地锋理论和气团学说激动人心的发现，并作为团队的一员提出了一些很好的思想。1919年夏，他首先建议暖锋和冷锋在天气图上分别用红色和蓝色代表，而不是当时使用的相反方案。这时他也预感到自己的兴趣和长处在理论方面，大学里学习的物理和数学知识在气象领域不是没有用处，而是还远远不够。1921年他又随皮叶克尼斯去德国莱比锡大学学习一年，1921年他又回到斯德哥尔摩大学，并在瑞典气象水文局谋得一个职位。在那里他参与高空气球观测网的建立，与另外4名预报员一起每天3次进行天气图分析并作出全国天气预报。其中有两年的夏天，他还随船出海提供天气预报。他参与了在扬马延岛 (位于格陵兰岛和冰岛之间)、环不列颠群岛、葡萄牙以及马德拉群岛的海洋科学考察活动。同时，他还在斯德哥尔摩大学继续学习数学物理，并在1925年取得学位。

美国扬名

1926年是罗斯贝学术生涯的一个重要的转折点。这一年他获得了一个基金会的资助，前往位于华盛顿的美国天气局，继续做气象科学研究。他1926和1927年在美国著名的《每月天气评论》杂志上发表了关于大气湍流和对流方面的论文,反映了他在来美之前的研究工作中对大气摩擦层的具有远见的洞察。

这一时期由于美国对北欧天气预报新进展普遍持否定和麻木的态度，罗斯贝只好在气象局尚未介入的航空气象预报中另辟蹊径。他在加洲建立了美国第一个航空气象服务试验系统。1928年，他在麻省理工学院组织了美国第一个大学水平的气象研究项目，同时创立了美国第一个现代气象学意义上的大学气象系。不久，他成了该校的一名正教授。

罗斯贝在麻省理工学院工作了11年，前3年他致力于气团热力学研究，首先发现大气热力学中一些物理量具有守恒性质。他最早提出利用位势温度和比湿等物理量定义气团，追踪气团的运动，进而对锋面和气旋等天气现象进行更为量化的诊断和描述。这些大气中具有守恒性质的准物质面还被作为空间坐标的代替量应用于数值预报模式。罗斯贝还专注于大气和海洋中的湍流研究，第一次在气象学中引入了混合长、粗糙度参数、卡曼常数等概念，并将这些概念扩展到海洋。

1939年他离开麻省理工学院，再次加入美国天气局，成为该局主管研究工作的主任助理。1940年，他应邀担任芝加哥大学气象系主任。在此期间，他将自己的研究领域转向和短期天气预报关系更为密切的大尺度大气运动和大气环流理论并取得了最重要的学术成就。提出了著名的大气长波理论。他引入的大气涡度和动量的概念成为今天每一位气象学者都耳熟能详的基本概念。

二次大战爆发期间，罗斯贝在芝加哥大学积极组织和参与了对军事气象人员的培训，同时继续研究他创建的大气长波理论。战争结束后，他招募了一大批优秀学者加入到气象研究中，为将要开展的数值天气预报积极进行气象基本理论上的准备。1946年8月，罗斯贝协助冯·诺依曼在普林斯顿大学召开了第一次讨论数值预报的会议。在这次会议上，罗斯贝极力推荐当时在加州大学刚刚获得气象博士学位的查尼参加首次数值天气预报试验，后者最终成为首次成功的数值天气预报的完成者之一，生动地显示了罗斯贝的发现和调动人才的学术领导者的能力。查尼和罗斯贝两位学术大师就一直保持他们越来越深入的学术交流和个人友谊，也成为气象学界的美谈。

返回祖国

为了响应故乡的召唤，当时已经加入美国国籍的罗斯贝毅然返回瑞典。1947年当他回到斯德哥尔摩后，立即作手为母校组建了一个新的部门，斯德哥尔摩大学气象研究所，并担任所长。这个气象研究所具有很强的国际背景，她受瑞典、美国以及象联合国教科文组织，国际大地测量学和地球物理学联合会等许多国际机构的资助。来自世界各地的学生追随大师来到这里学习气象科学。由他主持的国际研讨会也名闻遐迩。与此同时，他还分出一部分时间，继续指导芝加哥大学的气象研究工作。在斯德哥尔摩，罗斯贝的主要工作是为预报欧洲天气建立数值预报系统。此外，他还创办了著名的地球物理学术期刊<<大地>>(Tellus)。虽然这份杂志较多地刊载气象方面的论文，但罗斯贝仍将其定义为地球物理学杂志。他这时已经敏锐地感觉到，气象科学要获得更大的突破要有更广的视角和在多学科的框架之下才有可能。在这一点上，罗斯贝身体力行作出了表率。1952年罗斯贝在阅读了一篇描述瑞典固定氮沉降的论文后，立刻计算出全球每年氮的沉降量达到5000吨。他致信论文的作者，提出这些氮来自何处,氮沉降的自然生物过程对森林、农业的作用,以及人类的氮排放的重要性如何等问题。他还在一次学术会议上，将“大气中的氮循环”列作与“天气预报”和“云物理”并列的第三议题，从而将空气污染问题引入了气象学研究。罗斯贝也将自己的研究领域转向包括了大气化学的生物地球化学这一当时还没有多少内容的新学科

学术贡献

罗斯贝的研究兴趣非常广泛，在上世纪20年代主要研究大气湍流和气压变化理论，30年代先将研究重点集中在海洋学和气象学的边界层理论。30年代末期，他对大尺度环流的研究导致了大气长波理论的诞生。在此期间的代表作有1939年发表在<<海洋研究杂志>> 上的<<纬向环流强度变化之间的关系>>和1940年发表在英国<<皇家气象学会季刊>>上的 <<行星流型>>。这是世界气象发展史上的一个重要里程碑。早期使用电子计算机制作的数值天气预报是通过对正压方程进行数值积分求解实现的。大气的长波理论为求解正压方程奠定了重要基础。因此，罗斯贝对数值天气预报的发展也做出了重要贡献。从1954 年起，罗斯贝的研究兴趣又转移到大气化学和海洋深层环流过程。1955年他在 <<大地>> 上发表了<<论化学气候及其随大气环流型的变化>>一文。 1957年8月19日罗斯贝在瑞典斯德哥尔摩逝世。罗斯贝留给全世界气象学家的永远创新的思想理念令人难忘，就像很多用他的名字命名的气象学概念一样，会长时间留在人们的心中。

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