【佳作评介】继承与传承科学精神——回顾“高登义科学探险手记”诞生过程

自20世纪80年代以来，我断断续续地撰写了一些关于地球三极科学考察的科普著作，诸如《乐在珠峰》《南极圈里知天命》《梦幻北极》《探秘大香格里拉》等。这些科普书大多向读者展示了我在地球三极科学考察的过程与收获。

2017年，福建少年儿童出版社吴娟编辑约我撰写“高登义科学探险手记”系列。我们在讨论创作思路时，不约而同地想到，要把如何“继承与传承科学前辈的科学事业，秉承中华传统文化思想，逐渐获得新的科学认识，有所创新，有所发展”的实践过程生动活泼地展现给读者。

为此，这套丛书最后确定为6本，即《登极取义》《与山知己》《峡谷情深》《情系南极》《梦幻北极》和《见证北极》，而《登极取义》和《见证北极》这两本书的内容是我过去没有涉及的。

不过，要将上述认识落实到创作中，并非那么容易。

为此，我仔细翻阅了自己数十年科学考察研究的笔记本，特别是记录我与前辈科学家，诸如叶笃正、陶诗言老师等，就科学考察研究问题的对话记录。通过重温与科学前辈一次次对话讨论后的扼要记录，我慢慢有了点头绪。我决定从一个个科学问题的提出与实践笃行，理出一些重点问题。诸如，“珠峰气象考察与攀登珠峰天气预报关系”“青藏高原对于副热带西风急流的影响”“珠峰背风波动观测与发现过程”，等等。在“继承与传承”的思路之下，我找到了一点线索，那就是从“中国山地气象学”到“中国山地环境气象学”，从科学考察到科学普及考察。前者记录了我走向科学考察道路，后者则是我从科学考察到科学普及的践行，也是我从前辈师长的继承，向祖国下一代传承的印记。

一

珠峰气象考察研究与攀登珠峰天气预报

1963年8月，我毕业于中国科学技术大学地球物理系，分配到中国科学院地球物理研究所第二研究室。1965年底，我受命参加珠峰科学考察，室领导定的题目是“珠峰气象考察”，组长是叶笃正和陶诗言老师，组员是我。在离开北京前，我曾经就此考察题目请教过两位老师。叶师要我把《西藏高原气象学》这本书带到珠峰，一边仔细阅读，一边参加考察，看看这本书中还有什么不足之处，再回京研究，发表论文，以补充西藏高原气象学中之缺陷；陶师则让我把近五年来的3～5月东亚大气环流形势图带到珠峰，一边考察，一边翻阅这些天气形势图，也许对考察研究有帮助。

1966年2月，我带着两位老师推荐的资料来到珠峰北坡大本营绒布寺。与我共同考察此题目的队友是中国科学院兰州地球物理研究所的沈志宝。

走上珠峰科学考察与攀登珠峰天气预报结合道路。一天，中国登山队气象组讨论珠峰天气预报，彭光汉组长邀请我和沈志宝列席讨论。进登山队“气象会商室”后，我一眼就看见帐篷两壁悬挂的近三天来的逐日东亚环流形势图，立刻回忆起在中国科学院地球物理研究所第二研究室的“天气预报室”。

我们研究室重视天气预报实践。室里规定，凡本室研究人员，在进所的前三年必须参加天气预报实习。实习工作与中国气象局预报员完全相似，从分析环流形势图开始，到当班做一周天气预报。我当然也不例外。每次当班天气预报时，室里的前辈，诸如陶诗言、顾震潮、叶笃正、杨鉴初、朱抱真等我国天气预报权威们都要认真点评。三年的实践，三年中聆听的前辈点评，让我受益匪浅。可以说，那之后我就初步掌握了天气预报的思路与方法。

在登山队气象组预报员发言完毕后，沈志宝先发表了预报意见。

我遵循研究室前辈们的教导，首先认真翻阅近三天来的东亚环流形势变化过程，再根据副热带西风急流的运动特点，提出了未来三天的环流形势变化以及地面要素预报的最大可能性。

参加登山队气象组天气预报会商完毕后，彭光汉组长单独找我谈话，诚恳邀请我参加登山队气象组天气预报，并任命我为气象组副组长。

如此重大变化，我不敢做主。经过中国登山队领导许进与中国科学院考察队领导冷冰同志交换意见后，决定发电报到我所在的研究室商定。当时，我的老师陶诗言正主持研究室工作，他通过电报回复“同意高登义参加登山队气象组天气预报”。

现在回顾我的科学考察生涯，彭光汉组长是我走向“珠峰气象考察与攀登珠峰天气预报结合道路”的伯乐，而陶诗言老师是支持我走这条道路的决定者。他们，都是我应该终生感恩的人。

老师鼓励督促完成“攀登珠峰的气象条件和预报”论文。1966年6月，珠峰考察归来，我首先向叶笃正、陶诗言老师汇报。陶诗言老师要我写一篇关于“攀登珠峰的气象条件和预报”的论文，我犹豫，不敢写。情况明摆着，我国那么多前辈在中国天气预报方面做出了贡献，却没有一篇有关天气预报的论文发表，我缺乏写作参考。不过，既然是老师的要求，我只好认真去写。论文出来了，陶诗言老师认真帮助修改后，仍然没有达到他的预期，只好把题目修改为《攀登珠峰的气象条件》，老师也没有署名。

1975年春，我与登山队气象组同仁非常圆满地完成了攀登珠峰的天气预报。陶诗言老师要求我重写《攀登珠峰的气象条件和预报》论文。有了多次预报的实践，加上自己的潜心努力，终于向老师交了完美的考卷,《攀登珠峰的气象条件和预报》论文在陶诗言老师指导下完成，老师也在此论文署名第一作者。

这篇论文，后来成为世界登山家攀登珠峰的重要参考文献。美国登山队通过国家登山队王富洲把我的这篇论文中的关键部分翻译为英文，以便他们攀登珠峰时参考。

几十年来，我在攀登喜马拉雅山脉天气预报的制作中不断求真务实地实践，不断认真钻研，逐渐提高了天气预报水平。1984年春，我身兼观测员、填图员、预报员，为中国登山队攀登南迦巴瓦峰制作了准确的雨季开始时间预报、7天左右的中期天气预报和1小时以内的临近预报，被我国登山界誉为“西藏气象的眼睛”“珠峰天气预报的诸葛亮”。

天气预报实践提供了一些研究珠峰气象规律的思路。1966年制作珠峰天气预报期间，几位老登山队员告诉我，他们在海拔7千米以上攀登时，有时会遇到风速忽大忽小的巨变。为了保障天气预报更准确，也为了验证，我在1975年5月组织登山队气象组每天释放6～8个无线电探空气球，结果发现，的确存在风速忽大忽小的现象。

产生这种现象的原因是什么？我阅读了叶笃正老师的《山地背风波动》论文后受到启发，于1980年春专门组织珠峰背风波动观测，结果证明，果然是背风波动引起：在珠峰背风波的下沉区为小尺度高压，伴以大风；在珠峰背风波的上升区为小尺度低压，伴以小风。

至此，珠峰高海拔区域的风速忽大忽小变化现象不仅得以验证，而且找到了形成原因。这为热气球飘飞和直升机在珠峰地区飞行提供了预报思路。

二

报继承与传承科学精神

以叶笃正、陶诗言老师为代表的前辈是我比较接近、也是我国气象界比较权威的科学家。无论是他们的科学观念、科研成就，还是他们身上的科学家精神，都是值得一代又一代科技工作者传承的。我希望通过自己的笔，通过自己的科普活动，去进行这个传承的实践。

春夏季珠峰对于大气的加热作用。1972年，叶笃正老师恢复工作，立刻组织了久违了的学术报告会。那天，地球物理所三楼的大礼堂座无虚席，北京气象界好几百同仁出席了此次学术报告会。我被排在第一个报告，题目是《青藏高原对于大气环流和天气系统影响初探》。当我展示副热带西风急流在青藏高原上空的急流中心高度比其在南北要低1～2千米的示意图时，引起了叶笃正老师的兴趣。会议完毕，老师立刻请陶诗言老师一起，与我在307办公室探讨原因。老师一边思考，一边在我的科学考察笔记本上描绘草图，提出可能的成因是，青藏高原与它南北气温随纬度变化大于平均状况，引起热成风随高度变化大，表现为副热带西风急流中心高度下降。

为了验证，我于1975年春珠峰考察中，与登山队气象组配合，观测珠峰对于大气的加热情况和珠峰南北气温随纬度的变化。结果证明，珠峰观测站以北的南北向温度差异高达5～6摄氏度/纬度，远远大于气候平均值（0.8摄氏度/纬度）。叶笃正老师推测副热带西风急流中心高度在青藏高原上空下降使南北向温度差异异常，引起热成风异常，这是正确的。

叶笃正老师对于我指出的“春夏季引起珠峰南北温度随纬度变化极大差异的原因是珠峰对大气的强烈加热（400瓦/平方厘米），使得这里的南北向温度变化高达5～6摄氏度/纬度”这点，非常高兴。叶师坦率地对我说：“老师要把学生引进科学研究的大门，但是，进门以后就得靠你们努力了。”在《科学通报》上，叶笃正老师和我联名发表了《春夏季珠峰在大气中的加热作用》论文。

山地气象学与山地环境气象学。记得是在1978年10月21日下午，叶笃正老师与我讨论关于我的“三定”问题。老师严肃地说：“中国科学院注重‘三定’，其中一定就是确定你今后在研究所的研究方向。你现在主要侧重山地气象的观测研究，今后，你要再去其他不同类型的山地科学考察，像贺兰山、峨眉山、泰山……在此期间，不仅要看一些中小尺度理论性文章，还要自己做一些这方面的理论工作。在1985年之前，完成一本专著《山地气象学》，你在中国科学院就能够站住脚了。”

但是，由于我的科学考察研究任务太多，没有按时完成老师要求。直到2003年，河南科学技术出版社约我写一本关于山地气象研究的专著。机会难得，我立刻与叶笃正老师商讨。经过两三次认真讨论，老师同意我的“山地环境气象学”的建议：不仅仅研究山地对于大气、大气环流的影响，而且要加入山地作用与自然环境变化之间的相互影响。为了让书名更响亮，出版社进一步建议改为《中国山地环境气象学》，并得到了老师和我的赞同。

这本专著于2005年出版。叶笃正、陶诗言老师亲笔为专著写了序言。

叶笃正老师的序言指出，“本书的创新之处在于开创了研究山地、大气与自然环境之间相互作用的领域，并取得了一些有意义的成果。在本书的第二篇中，指出了山地对于天气、气候和自然环境的重大影响，例如，雅鲁藏布江水汽通道作用对于青藏高原东南部天气、气候和自然环境的影响，横断山脉地区南北走向的山脉和河流分布对于这些地区气象要素和自然环境带特殊分布的影响，等等。”

陶诗言老师的序言强调，“在他从事山地环境气象学研究过程中，我一直支持他承担国家登山队的登山天气预报工作，支持他不断总结登山天气预报实践中的认识，写成论文。他把气象学家在大气环流研究方面的理论与喜马拉雅山脉地区的局地天气、气候特点结合起来，并把他在山地环境气象学研究中发现的一些山地天气、气候规律用于登山天气预报和短期气候预测之中，逐渐提高了预报准确率……在1984年春季，他承担了国家登山队攀登南迦巴瓦峰的天气预报工作；在2003年5月，他在电视台为中国登山队攀登珠峰作天气预报。为这两次登山做出了准确的天气预报，非常难得。”

科学考察与科普考察。如何把科学前辈的科学精神传承给我们的下一代？这是我应该思考实践的问题。为此，从2007年起，中国科学探险协会与北京青少年科技俱乐部活动委员会合作，组织北京高二的优秀学生到北极进行科普考察。其时，我担任中国科学探险协会主席，王绶琯院士担任北京青少年科技俱乐部活动委员会主任，双方商定，由时任北京青少年科技俱乐部委员会秘书长周琳与时任国际青少年科学考察部主任刘丽具体组织实施。

所谓科普考察，是以科学家北极科学考察取得的科学认识为基础，给高二同学提出实习考察的题目，在科学家指导下，学习野外采样、室内分析和撰写科普论文的过程。

2007年夏天，我们组织第一次北极科普考察。首先，我把我国科学家在北极地区科学考察取得的科学成果向这些同学科普，之后，组织大家讨论，先确定几个考察课题，然后由同学们自己选择课题，组成课题组。例如，北极熊生态环境调查研究，北极植物种类调查研究，北极冰雪、大气采样调查，等等。

为了训练同学们的实践能力，在野外，我们有相关科学家指导采样；在室内，我们邀请中国科学院有关研究所的科学家指导分析样品，指导撰写科普文章。

我们一次又一次地组织北京高二学生去北极科普考察，在科学老师的指导下，一次又一次地让学生自己野外采样，自己在实验室分析样品，自己撰写科普文章，潜移默化地把科学家前辈的科学精神渗透到学生们的心灵之中。

令我们惊喜的是，绝大多数同学的最重要收获并不是如何考察与撰写科普文章，而是认识到“自己不是现在家庭里的永远第一者”，“大自然永远是自己的老师”。如前所述，这套丛书的重点在于继承与传承科学前辈的科学家精神。

为此，这6本丛书，重点放在《登极取义》和《见证北极》两本。前者着重通过我在地球三极科学考察取得科学成果的过程来诠释“继承与传承科学家前辈科学精神”的关系，后者则通过与北京高二学生去北极科普考察来诠释“传承科学前辈的科学家精神”。这一条继承与传承科学家精神应该走的道路，愿在今后的实践中得到检验，得到改进。

作者：

高登义 中国科学院大气物理研究所研究员

来源 / 如何为孩子书写科学：第六届、第七届中国科普作家协会优秀科普作品奖获奖图书佳作评介

排版：沈　丹

编辑：林雪琪

审定：李红林