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竺可桢:研究物候学

来源:百科故事网时间:2017-08-05 22:05:01

竺可桢于1890年出生在浙江省上虞县东关镇上一个米行商人家中。是著名的科学家、教育家,是我国现代气象学、地理学、物候学的一代宗师。竺可桢先生,自幼勤奋好学,有理想、有抱负;16岁便考入唐山路矿学堂。

这所学堂是我国最早开办的一所理工科学校。学校设有数、理、化和土木工程专业。教师都是英国人,全是用英语讲课,所以竺可桢的英语很好,而且其他功课也都学的十分出色,一年半中有5次考试,他的成绩都名列第一。故于1910年考取了去美国留学的公费生。他到哈佛大学学习气象专业,一心要为祖国的农业发展出力献身,实现“风云可测”的梦想,也就是现在的天气预报。经过8年的不懈努力,于1918年获得了博士学位,精神抖擞的回到了生他养他的祖国,决心要弥补中国在气象学上的空白。他一边搞气象研究,一边抓人才的培养,先后在几所大学任教。1936年就任浙江大学校长,他认为校长的重要职责是“能请得良好的教员”,他对德才兼备的教授尊之为“大学的灵魂”。由于他独到的思维模式,先进的教学理念,使浙大云集了一批知名学者、教授,成了俊杰荟萃之地,精英诞生之摇篮。

竺可桢

他身先垂范,把浙大办成了我国教学科研的示范性一流大学。他在科学上最主要的有三大贡献:

第一、奠定了我国现代气象事业的基石。他回国后,发现我国仅有的一些气象观察点均被外国列强所把持。北京、上海最早有气象观测点,都是外国传教士分别在1743、1873年建立的。至于沿海岛屿及长江沿岸的观测点,都是英国在1880年至1937年陆续布设的,大约有40余处,它们是为侵占中国的领土、掠夺中国资源服务的,根本不为中国的工农业生产、航行运输提供任何便利,中国的气象机构基本上处于“空白”。他深知,只有创建自己的气象事业,才是向列强夺回气象主权,维护民族尊严的良方妙策。因此,他主持制订了《全国设立气象测候所计划书》。在书中他语重心长地申述了气象测候所对农业、台风报警、航空、水利、破除迷信的重要意义;并建议设立气象台站190处,雨量站1000点。他的这些建议在军阀混战的年代里只是幻想,根本不可能实施,于是1921年便在任教的东南大学(今南京大学)设立地学系,为我国培养了第一代气象和地理学人才。

1927年竺可桢创建了中央研究院气象研究所,他任所长。在他努力下,首先在南京北极阁建成我国第一个设备比较齐全的气象台。此后,他又采取多种渠道筹集资金;采用多种方法,先后在全国建立起40多个气象测候台站和100多处雨量点。气象记录也改为国际通用制。气象研究所在竺可桢的直接主持下,科研工作非常活跃,科研气氛非常浓厚。抗日战争前就在南京先后进行气球风候观测、气球探空观测、飞机气象观测和太阳辐射观测。这些项目在上个世纪30年代,已是十分先进的。探空气球曾经升高至17714米,首先获得了平流层的气象资料,还开展了空中电位、微尘的探测,可以说在当时东亚各国完全是第一流的,在世界上也是屈指可数的。竺可桢非常重视对台风的研究,力求准确的预报,因为它是我国的主要自然灾害之一,特别是对沿海各省及东南各岛屿威胁极为严重。1924年,他发表了论文《远东台风的新分类》,第二年又发表了《台风的源地与转向》等成果论文。在这两篇论文中他对1904年到1915年的247个台风的季节分配、源地、移动路径及转向地点,进行了科学的具体分析,评论了当时外国人控制的上海徐家汇气象台、香港气象台等地的一些分类,提出了更合理的分类方法。这些成果使竺可桢一举闻名于远东气象界,在西方各国也有不同凡想的影响。

1933年,第五届太平洋学术会议举行时,竺可桢在会上宣读了他的新论文《中国气流之运行》。各位代表为此震撼,不得不承认竺可桢是中国对东亚大气环境研究的先驱。到了1934年,他的研究达到更高的地步,《东亚季风与中国雨量》这一经典性的论文随之发表,震动了整个世界的气象学界。在论文中引证了我国古代海外贸易利用季风航行的记载,具体阐述了季风成因与我国雨量的关系,是不可多得的科技文献。竺可桢的卓越成就,站点建设,人才培养,奠定了我国现代气象事业的坚实基础,是我国气象事业发展的开拓者,奠基人。

第二、开创了我国现代物候学。物候现象是指那些受气候、水文、土壤等环境因素影响,以年为周期的自然现象。它包括三个方面。一是各种植物的发芽、展叶、开花、叶变色、落叶等现象;二是候鸟、昆虫及其他动物的飞来、初鸣、终鸣、离去、冬眠等现象;三是一些水文气象现象,如初霜、终霜、结冰、消融、初雪、终雪等。物候学就是记录并研究这些物候现象的科学。现代研究物候的目的,还是为了认识自然季节现象的变化规律,服务于农业、牧业、航行、交通运输的生产活动。几千年来农民特别关心物候。在他们看来寒来暑往,鸟语花开,春到草绿,秋来叶红都是大自然的语言。杏花开了,大自然好像召唤农民快快春耕;桃花开了,又暗示农民快快下种。初夏时节有一种鸟唤醒人们麦子边熟边割,叫“算黄算割”鸟,有个寓言故事是说,过去一对老夫妇,麦子熟了他们没及时收割,被一场大风雨给糟蹋完了,他们就变成这个鸟,劝说人们,熟一点收一点,不要等全熟。所以很多地方的农民就是以物候来定季节和农时的。

我国的物候常常与二十四节气联系在一起,它们起源于周、秦时代,在世界上是最早的。竺可桢对其产生和演变的源流都有所考证和研究。他曾这样论述过:“二十四节气是根据天文和我国战国时代所观测黄河流域的气候而定下来的,二十四节气的名称,如雨水、惊蛰、清明、谷雨、小满、芒种等都是与物候有关的。物候知识由于农业生产和交通运输的进步,逐渐向前发展,我国古代劳动人民为了预告农时,创立了一种名叫物候的方法。这种方法已有两千多年的历史。古代农艺学家汉代的汜胜之、北魏的贾思勰等在其著作中,以物候用作掌握农时的座标。但到后来,不仅一般人对物候比较生疏,就是农业生产者日常应用物候知识,也不知物候的存在。”竺可桢进一步引经据典论述节气(即季节)与物候既有联系又有区别,因此他明确的指出:测定农时根据节气,还不如根据物候更为合理。

竺可桢对物候学与气候学的关系也作出明晰的解释:“物候学和气候学相似,都是观测各个地方、各个区域、春、夏、秋、冬四季变化的科学,都是带有地方性的科学。物候学和气候学可以说是姊妹行,所不同的是,气候学是观测一个地方的冷暖晴雨,风云变化,而推求其原因和趋向;物候学则是记录一年中植物的生长枯荣,动物的来往生育,从而了解气候变化和它对动植物的影响。”竺老认为物候学是侧重于生物学研究的科学。竺可桢对物候情有独钟,是我国现代物候学的创始人。早年在南京居住,后来在北京居住,他认真观察,祥细记录,掌握了大量的第一手资料,从中进行比较、分析研究找出了规律性的东西。例如他发现:南京的燕子始见日期为4月3日,过32天布谷鸟始鸣;而北京的燕子始见日期为4月20日,过33天布谷鸟始鸣。由此可见燕子和布谷鸟,到北京比到南京的时日分别迟17天至18天,是有一定规律的。就这样,竺可桢把建国以来他亲自在北京23年观测到的物候记录,加以整理,连同其他有关资料编出《北京自然历》,成为北京地区安排农事的主要依据。竺可桢从1936年1月1日至1974年2月6日(即逝世日)共38年零37天的日记800多万字,其中相当一部分是气象和物候的数据记录,这实在是研究气象学和气候的宝库。另外,他还重视阅读经、史、子、集以至于地方志、游记、日记等一类古籍文献有关物候的记载。他研究我国古代节气和物候时,对史料从不一概盲从,而是用科学的态度加以具体分析。

在积累物候记录和编制各地自然历的基础上,长期苦心钻研,终于与宛敏渭合作写出了《物候学》这部专著。1963年出版,在国内外影响很大,为我国的农业发展作出了新的贡献。竺可桢认为物候具有地方性,因此物候观测绝非少数人一时一地所能做好的,他曾以大量的精力主持组织物候观测网。不遗余力地为我国的物候事业奋斗,直到他临终的前一天仍在认真作物候记录,真是鞠躬尽瘁,死而后已。

第三、光辉的闪耀。竺可桢是生命不息,攀登不止。他在上个世纪五十年代就开始向气候变迁这个世界难题发起了进攻。他说:“我一生写了不少文章,但专门研究了一个课题,就是历史上气候的变迁。”主要成果有两篇论文,1961年完成了《历史时代世界气候的波动》,在这篇文章中详细论证了古今物候对研究气候的重要性。

他从70多岁开始,撰写《中国近五千年气候变迁的初步研究》,1966年写成这篇论文。7年后,他在83岁高龄时还奋笔力疾,最后修订完成。这篇总结毕生研究成果的论文,先写成英文,后又写成中文,从搜集材料、计算、画图、写稿到抄稿全由他一人之手亲自操作。这篇论文是根据历史资料和考古发掘材料,证明我国在近五千年中,最初两千年,即就是从仰韶文化时代到河南安阳殷墟时代,年平均温度比现在高2℃左右。在这以后年平均温度有2℃———3℃的摆动,寒冷时期出现在公元前1000年(殷末周初)、公元400年(六朝)、公元1200年(南宋)、公元1700年(明末清初)。汉唐两代则是比较温暖的时代。温度的高低是考证了古代的竹子、梅子、橘子和荔子分布地区的变化,最重要的是根据一个地方当代物候的数值,如以江河的结冰与开冻,地面上霜降与结冻,植物的发芽、出叶、开花与结果,候鸟的春来秋往。其日期测定后,与古代同样物候数值相比较,就计算出古今温度的差异。对全世界性的气候变迁他也十分重视,他发现,气候变冷时,先从太平洋西岸开始,由日本、中国东部逐渐向西转移到西欧。气候回升时则自西向东。他用历史资料分析得出的结果,与丹麦哥本哈根物理研究所以放射性同位素(O18)测定格陵兰岛上近万年来冰川结成冰时水的温度相比较,大致相同。这充分证明他的结论是正确的。竺可桢在他的论文中说战国时代所定的二十四节气,那时把霜降定为阳历10月24日。现在开封、洛阳一带终霜在3月22日左右。这样看来,现在生长季节要比战国时代短三四十天。这一切都表明,在战国时期,气候比现在温暖得多。

竺可桢先生晚年的这两篇巨著,深受国内外学术界的赞誉和推崇。大家一致认为,在如此漫长的时间范围内,依据非常复杂的历史文字,作出气候变化的定量分析成果,在国际上没有先例。日本、美国、英国、前苏联等国的科学刊物,纷纷予以转载和介绍。日本气象学家佩服竺可桢在研究世界气候变迁的过程中“起巨人作用”英国《自然》杂志更认为其论点是“特别具有说服力”。

1974年2月6日,这颗科学之星陨落,是世界的一大损失,但他的丰功伟绩永载史册,他的英名永垂不朽。
 

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