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上文书我们讲到了理查森设想的超级天气预报工厂。要靠几百人，乃至于几千人一起演算，对全世界的天气进行数值预报。这个设想很宏伟，如今我们就是用大型电子计算机这么干的。但是在当年，毫无疑问是做不到这一点的。有幸的是老头一直活到了电子计算机问世，而且用电子计算机来计算天气预报也开始正式起步了，这辈子也算是不遗憾了。当时给老爷子寄送论文的那个气象学家朱尔·查尼也和挪威的皮耶克尼斯父子开创的卑尔根学派有着非常深的联系，挪威的这个卑尔根气象研究所有点20世纪气象学“黄埔军校”的意思。很多对天气预报和气象研究做出重要贡献的人都和这个研究所有联系。当然，这个研究所最重要的一位气象学家则是老爷子威廉的儿子雅克比·皮耶克尼斯。
威廉·皮耶克尼斯抱着儿子雅克比（1897年）
雅克比年轻的时候就一直跟着父亲在各地溜达，因为老威廉经常换工作。孩子自然也就不得不跟着到处搬家。后来嘛，老爹开创了卑尔根的气象研究所，儿子雅克比自然就成了得力干将了。1918年，他就成了气象探究所的首席预报员。就是在1918年的10月份，20岁的雅克比完成了一篇论文，名字叫《移动中的气旋》这篇论文发表在了《挪威科学院学报》，前后一共8页。这篇文章可以说具有里程碑意义，也标志着挪威卑尔根学派的正式确立。
雅克比·皮耶克尼斯 这篇文章里提到了一个新的气旋模型。提出了一套崭新的观察和探究中纬度风暴和其他天气现象的三维模型 —— 辐合线。这个词在三维模型之中变成了“不连续面”的重要概念。也就是后来的“锋面”，锋面这种词都是卑尔根学派发明出来的。
辐合线 这些专有名词弄得大家云里雾里的。其实呢，也不复杂，两个气团相撞的地方，空气是如何流动的呢？道理很简单，向上嘛。两个气团各不相让，都想往前走，大家没地方去，只能变成上升气流嘛。中间这个上升气流地带，就叫“辐合线”。既然气流是上升的，这就不是平面模型能表述的，一定是个三维模型，还涉及到高空的空气流动情况。实际上，我们可以把两个气团比喻为互相咬合的齿轮，互相带动着对方在垂直方向上兜圈子。
冷热空气是不对称的
我们说起来简单，但是如果相遇的是冷暖气团呢？情况就复杂多了。暖气团是不是要被抬起来，冷气团是不是像楔子一样斜插进暖气团的底部呢。接触面还变成了有坡度的。
还有更复杂的情况呢。我们想象两大坨人流迎面对着走，总不能就这样齐刷刷的迎面对撞吧。大家都靠右走，给对方让出一条路。就这样冷空气伸出一条舌头插进暖气团里边，暖气团也伸出一条舌头插进冷气团里边，接触线就变得弯弯曲曲的，弄不好还能弄出个太极图阴阳鱼来，这事儿就复杂了。弄不好还有两个锋面撞在一起的情况，那就更是麻烦。
所以这种冷暖气流接触的地方，往往就是风霜雨雪都来了。要是真出现太极图那样的阴阳鱼形状，冷暖气团扭在一起了，这种情况就叫“锢囚锋”，禁锢的锢，囚禁的囚，反正不是好词儿。这个阴阳鱼的眼，往往就是风暴发生的地方。在1919年到1924年之间，皮耶克尼斯父子、哈尔沃·索伯格等人组成的团队建立了一套全新的天气科学理念的基础。一个瑞典的年轻学者托尔·贝吉龙提出了“锢囚锋”的概念。后来这些成果被写在了《气旋的生命周期和大气环流的极锋理论》这篇论文里，在1923年发表了。这篇论文提出了一个极锋理论。说白了，地球的极地上空有个冷空气的帽子，赤道地区有个暖空气的腰带。冷空气时不时伸出个舌头往南伸，暖空气也时不时伸出个舌头往北伸。这个冷暖空气交锋的过渡地带就会出现弯弯曲曲的接触带。这种在中纬度地区绕着地球一圈的接触带就是所谓的“极锋”。当然，地球是南北对称的，南半球也是类似的情况。
因为地球上有复杂的地形，有的地方是陆地，有的地方是海洋，到底是冷空气打败热空气，还是热空气打败冷空气，那就不一定了。接触线上高空部分，往往就是高空急流的路线。雅克比因为这一系列出色的研究，在1924年拿到了博士学位。你瞧人家这个博士学位含金量真是高啊。
阿蒙森 挪威有个著名的探险家叫阿蒙森。他在1909年的时候听说美国人罗伯特皮里第1个到达了地球的北极。阿蒙森本来有计划要去探测北极海盆，但是听说了这件事以后，他知道自己再要去北极探险的话，筹集资金可能会有点困难，毕竟第1名已经让别人拿了，所以他就改去南极探险。阿蒙森为此准备了很长时间。一直到1911年的1月份。他们在南极建立了一个大本营。1911年的12月14日。阿蒙森领导的探险队来到了南极点。比他的竞争对手斯科特稍稍早了那么一点。所以如今在南极点上有一个美国的科考站，就被命名为阿蒙森-斯科特，以纪念这两位杰出的探险家。斯科特在回程之中遭遇了不幸，没能活着走出南极冰原，阿蒙森则要幸运得多，他来来回回在南极和北极折腾了好多趟。1918年，阿蒙森探测了东北水道。就是说从白令海峡进入北冰洋，然后贴着俄罗斯的海岸转圈圈，然后从挪威附近进入大西洋。这段航线往往是千里冰封，万里雪飘。船经常就被封在了极地的冰雪之中。这条路他足足走了有3年，一直到1921年，他才进入到大西洋。1923年阿蒙森又打算乘坐飞机飞越南极，但是这次尝试显然是失败的，所以他又开始筹集资金，试图从阿拉斯加飞往斯瓦尔巴德群岛，也就是说乘飞机横穿北极。
道尔尼鲸鱼飞机（Do·J·Wal），这架是被放弃的N24号
一直准备到了1925年。阿蒙森领着两架飞机穿越北极。这架两飞机是德国造的道尔尼鲸鱼飞机。这架飞机的机翼被高高地举在机身之上，发动机是装在机翼中轴线上，而且是在机翼之上，一前一后两个螺旋桨。这种结构可以保证飞机的船身在冰面上滑行而不会碰到螺旋桨，因为发动机被举得高高的，比较适合北极飞行。每架飞机可以乘坐两名到4名飞行员。说实话，面对北极那么恶劣的天气，这两架飞机的结构还是挺单薄的。有一架飞机坏了，不得不迫降在了北极的冰原上。那里距离北极点还有一段距离，大概是北纬87度44分。两个机组没剩下多少吃的，他们一天只能吃400克口粮，而且还要去铲雪铺跑道，就这么折腾了三个多星期。
飞回来的N25号复制品被摆放在博物馆里
两个机组6个人塞进了，原本只能装4个人的飞机里面。这唯一的一架飞机就显得特别沉重。开足马力一直飞到了跑道的尽头，飞机才勉强升空。当时大家都以为阿蒙森他们这回是死定了，没想到他们能活着回来。但是很遗憾这一次飞机没能穿过北极点。所以阿蒙森还是不甘心。1926年他在筹划乘坐新式的飞艇飞越北极。从斯瓦尔巴德群岛出发，一直飞到美国的阿拉斯加。为这一次探险行动提供气象服务的就是雅克比，这一次阿蒙森还是比较顺利的，他们于1926年5月11日离开了斯瓦尔巴德群岛。5月12日就飞到了北极点，而且在北极点上插上了挪威美国以及意大利的国旗。阿蒙森是挪威人。他的探险伙伴埃尔斯沃斯是美国人，飞艇设计师这一次也陪他一起到了北极，飞艇设计师是意大利人，所以他们三个就把三国的国旗插在了北极点。
阿蒙森他们乘坐的挪威号飞艇 然后他们又飞了72小时。在5月14号早晨，他们顺利在阿拉斯加的一个小村庄着陆。他们成了第1批顺利飞越北极点的人。所以阿蒙森可以说是南极北极他都去过，这个人闲不住，而且还是个热心肠，1928年有一条叫做意大利号的飞艇，在北极遇难了，阿蒙森乘坐飞机去营救，结果他乘坐的飞机失踪了，至今没有被找到。可以说这个人是为探险奉献了一辈子，最后把命都搭上了。没办法，这就是探险家的宿命。扯远了，我们还是把话题扯回雅克比。就是阿蒙森去世的这一年，雅克比结婚了。1931年他离开了卑尔根的气象研究所。气象研究所就由他的同学皮特森掌舵。雅克比则前往卑尔根地球物理研究所，成了一名气象学教授。他终于拥有了梦寐以求的高层大气的资料。他把所有的聪明才智都投入到了高层大气的波动发展，以及它们与中纬度气旋的关系研究之中去了。
中年的雅克比·皮耶克尼斯 1939年的7月，雅克比带着家人前往美国开始了一次为期8个月的演讲旅行。但是就在这一年9月份。德军突袭波兰，第2次世界大战爆发了。到了1940年的4月份，挪威被德国攻占。雅克比他们一家人想回挪威也回不去了，所以他们干脆就在美国定居了，成为加州大学洛杉矶分校的气象系主任。虽然那时候美国人还没有参战，但是美国已经开始未雨绸缪。所以美国请雅克比帮忙，在加州大学组织一个气象学家的培养项目。因为天气预报跟军事行动是紧密相关的。雅克比在加州大学洛杉矶分校上的第1堂课，下边就坐着一个好学生，就是那个朱尔·查尼。当时他学的是数学和物理，后来他坚定地选择了气象学，而且为这个学科带来了惊天动地的突破。雅克比就是他的授业老恩师。雅克比1937年发表在《德国气象学家杂志》上的一篇德语文章阐述了高空风与地面气旋之间的联系。这篇文章可以说是直接导致了朱尔·查尼后来在数值计算上的巨大突破。也就为后来的数值天气预报奠定了基础。到二战以后的50年代，雅克比已经60岁了。他已经成了气象学界的一代宗师，可以说是桃李满天下。那时候他把自己的兴趣转向了另外一个方面，那就是从混沌之中寻找规律。
地球物理年LOGO 1957年到1958年是地球物理年。这是一个全世界科学家跨国协作的科学计划。因为这次活动，所以导致美苏双方开始了太空竞赛，苏联于1957年的10月4号发射了世界上第1颗地球人造卫星斯普特尼克1号。美国也着急忙慌的发射了自己的第1颗人造卫星，探索者1号，而且发现了范艾伦辐射带。这是我在航天史里面讲过。同样是在这次地球物理年活动之中。科学家们发现了大西洋底的一座巨大海底山脉，也就是大洋中脊。这档子事儿我以前也讲过，反正这些发现都是地球物理年的科学成果吧。雅克比工作上的巨大突破就是因为这次地球物理年收集了大量的资料。当时恰好处于厄尔尼诺时期，所以科学家们对海水为什么会变暖很感兴趣。所谓的“厄尔尼诺现象”就是南美洲沿海的水温会变得比以往更温暖。南美洲太平洋沿岸的渔民发现，过不了几年就会出现一种现象，那就是海里的鱼类大量死亡。后来才发现，这是海水温度过高导致的。这可不是说海水把鱼给煮熟了，不是这个意思，所谓的“海水温度过高”，实际上也高了就那么一两度而已。但是引起的后果已经很严重了。
所以对于这种现象，秘鲁人就用西班牙语“圣婴”来命名它，音译就是“厄尔尼诺”。当时大家都认为厄尔尼诺现象不过是个局部现象。但是地球物理年收集的资料表明，厄尔尼诺现象绝对不是一个局部现象，影响要广泛得多。对厄尔尼诺现象的研究由来已久。早期英国的数学家叫吉尔伯特·沃克在印度做季风研究的时候发现了一个规律。那就是处于热带太平洋地区的澳大利亚达尔文港和中太平洋附近的塔希提的表面气压具有一种规律性的此消彼长的关系，说白了就是个跷跷板。你高它就低，它高你低，他管这种现象叫做“南方涛动”。沃克发现，南方涛动和一些离它很远的天气状况之间是有联系的，比如说加拿大西部偏暖。当时大家都觉得这两者好像没什么太大关系吧，毕竟离得这么远。大家都认为这只是统计学上的某种巧合罢了。所以相关的研究也就没有深入下去。时间过得真快，一晃过去50年了，这种互相关联现象才重新被雅可比所关注。到1969年，他发了一系列的文章，阐明了南方涛动的真实特性，他第1次意识到，南方涛动的这种气压跷跷板效应和厄尔尼诺现象是具有内在关联性的。
正常年份 在正常的年份，赤道上一直是刮东风，北半球是刮东北信风，南半球是刮东南信风，这些信风带动着太平洋的海水就自东向西流动。大家搞清楚方位，南美洲是在太平洋的东岸，咱们这边是在太平洋的西岸。表面的海水会被风吹动，可海底的海水风是没法吹动的，所以表面的海水自东往西流，那么深层次的海水就会自西向东去补偿。所以实际上形成了一个循环的传送带。也就是说，下层冷的海水应该恰好是在南美洲沿岸冒头冒上来，所以南美洲沿岸的水温应该比较低才对。
厄尔尼诺现象发生时 但是一旦由于某种原因导致东风减弱，甚至倒过来变成西风的时候。赤道上东太平洋地区的冷水上翻就会减少，甚至是停止，海水的温度自然就会比原来高得多。形成了大范围的海水温度异常增暖。这股强劲的暖流就会沿着厄瓜多尔海岸南侵，使得冷水鱼类大量死亡。海鸟也因为鱼都死了，它们也找不到吃的，所以就纷纷离去了。沿岸国家也会遭受到巨大的损失，因为好多国家的渔民要靠打鱼维持生计。海水温度升高可不仅仅是海里的事儿。海水的温度要是高了，能把海面上的空气也都烤热了，如果南美洲太平洋沿岸这边的空气被烤热了，就会形成上升气流。其他地方的气流就要补偿过来，于是在大气之中又形成了另外一种循环。这些空气上升到高层以后，温度降低变冷，在高空是从东往西。低空是从西往东，形成了这么一个环流。大家发现这个气流方向好像不太对啊。按理说赤道上应该是吹东风的，这怎么变成吹偏西风了？于是这个问题就又变成了恶性循环。雅克比把这种穿过热带的海洋与大气之间的大尺度环流称为“沃克环流”。大气和海洋之间的互动关系远比想象的要复杂得多。有关厄尔尼诺现象和南方涛动之间的联系。是雅克比最后一个大的贡献，他也无愧于气象学一代宗师的称号。1975年的7月7号，他在家中因为心脏病突发去世。至此，接力棒已经交到了后辈的手里，气象学面临着第三次飞跃，也就是芝加哥学派的兴起。我们下回再说。
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