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 上次我们讲到了下雨是怎么回事儿。解开下雨之谜的就是贝吉龙，他也是卑尔根学派的重要人物。他倒是一直在欧洲，没有去美国，他倒是有很多同事去了美国。他这辈子拿了很多的奖，比如他于1949年获得西蒙斯金质奖章，1972年获得罗斯贝奖。最后，贝吉龙于1977年6月13日在斯德哥尔摩去世。 这个罗斯贝奖，我们要说道说道，这是瑞典地球物理学会设立的一个奖项。用来奖励对地球物理做出重大贡献的人。但是大家可别搞混了，美国气象学界也有一个罗斯贝奖，也是奖励在大气科学方面做出突出贡献的科学家。这两个奖都是以同一个人的名字命名的，但是这可不是同一个奖项，大家千万别搞混了。 罗斯贝曾经是贝吉龙的同事，他们都是瑞典人，都在斯德哥尔摩大学读过书，都到挪威的卑尔根气象研究所去工作过一段时间，只是后来罗斯贝去了美国。因为罗斯贝对大气科学的巨大贡献，所以美国和瑞典才各自设立了一个罗斯贝奖，贝吉龙获得的是瑞典的奖，不是美国的那个。说来有趣，罗斯贝本人是第二个获得美国那个罗斯贝奖的人，这话说着都觉得绕。
卡尔-古斯塔夫·罗斯贝 这个罗斯贝是气象学史上是一个重要的过渡性人物。一方面他是卑尔根学派的得力干将，另一方面他又开创了芝加哥学派。他1898年出生在瑞典的首都斯德哥尔摩，他的父亲是一个建筑工程师。所以他的家境不错，他从小就会弹钢琴，弹得非常好。 1918年他在斯德哥尔摩大学获得了学士学位，他在那主修数学，天文学和机械力学。罗斯贝的脑子非常好使，好使到什么程度呢？他用一年时间就修完了三年的课程。很多教授都注意到了这个极其聪明的年轻人。 就在1918年的冬天，当时的威廉造访了斯德哥尔摩大学。他是来招兵买马的。一下就挑中了这个罗斯贝，尽管罗斯贝学的内容跟气象学八竿子打不着。架不住大学里面一堆老师都向威廉推荐的，说这家伙是个神童啊，你千万把他招了去。 不过这个家伙虽然脑子很聪明，但是他属于猴屁股坐不住，对于非常枯燥的工作，有点不耐烦。而且他在气象学理论计算方面实在是没有什么天赋。所以他在卑尔根学习了一年，就跟着威廉到了莱比锡大学。罗斯贝在莱比锡大学第1次接触到了特别有价值的探空数据。
德国林登堡气象观测站 1921年，他在德国的一家航空观象台打工，负责放风筝获取高空气象数据。后来他又返回斯德哥尔摩大学继续深造，反正就是一边打零工，一边读书。当然，固定工作挣钱更多，他就去了瑞典的气象局找了个差事。这样他就可以用气象学家的身份登上大洋探险科考船。海上考察的机会还是很难得的。1923年，罗斯贝随着一艘军舰去北极考察，结果在格陵兰岛东岸被冰山围困住了。有2个月时间，这艘船是一动不动，船上的人差点弹尽粮绝，好在后来有人带着补给物资来救援，否则这帮人就交代了。看来海上考察也不是那么好玩儿的。 无线电探空仪是20世纪气象学领域的一个重大发明。1923年美国科学家布莱尔把蜂鸣器装在气球上。可以向地面发出滴滴的信号。这个无线电装置随着气球飞入了高空，地面上收到了20分钟的气象数据。20分钟以后，这个气球就没消息了。
风筝探空仪 1926年，德国的林登堡高空气象台也开始用无线电探空仪进行研究。罗斯贝曾经在林登堡工作过，所以他对高空探空仪也是有接触的。不过那个时候他们主要还是用风筝，因为风筝比较保险。气球这个东西吧，你不知道它飞哪去了。到无线电探空仪开始实用化的时候，罗斯贝已经不在德国工作了。就是在1927年，德国人把一台波长42米的无线电发报机安装在了气球上，气球成功的飞到了平流层，而且发回了无线电信号。 到了1928年，苏联的气象学家叫莫尔恰诺夫，发明了时间间隔式无线电探空仪。本质上就是把数据信号翻译成摩尔斯电码发回地面，后来这种做法成了通行标准。
二战期间美国人释放探空气球 莫尔恰诺夫参加过好几次北极探险活动。当时苏联和德国人合作，德国人要驾驶齐柏林飞艇飞越北极。莫尔恰诺夫搞了十几个探空气球，为这次活动进行气象服务。不过莫尔恰诺夫后来比较惨，大清洗的时候他被抓起来了，被关在拉多加湖的一艘驳船上，他想爬梯子上去呼吸点新鲜空气，结果就被内务部的人打死了。 扯远了，我们继续讲罗斯贝。1925年，罗斯贝从斯德哥尔摩大学获得数学物理方面的硕士学位。他的正规教育生涯也就彻底结束了。他这辈子也没能获得博士学位，不过他在气象学史上的地位是无可动摇的。在未来的25年里，他成了对美国气象学界最有影响力的人。 1926年他到了美国，但是他在美国气象学界不怎么混得开。当时美国的气象局，老派人物特别多。他们做天气预报的方式比当年菲茨罗伊强不了太多。当时的气象局局长马文就是一个典型的老官僚。他们听说从欧洲来了个年轻人。向他们兜售最前卫的卑尔根学派的理论，这帮老官僚是120个听不进去。
弗朗西斯·莱切尔德菲尔（莱西） 但是20世纪的20年代后期正是航空业大发展的年代，航空业跟气象那可是紧密相关。这帮航空业的人反倒是对卑尔根学派的极锋理论非常感兴趣。有一个叫弗朗西斯·莱切尔德菲尔的海军军官发现了罗斯贝的才华。这个莱切尔德菲尔这个名字太长了，大家一般叫叫他莱西。他当时在海军气象部门服务，他乘坐过飞艇，自己驾驶过飞机，而且还自己参加过很多次热气球比赛。他对当时美国的气象学界非常不满。因为当时美国气象部门作出的天气预报就不怎么准了，特别是不能够满足航空飞行的要求。 莱西和罗斯贝机缘巧合之下就认识了，他们俩是相见恨晚，两个人年岁也差不多。而且莱西对卑尔根学派的学说非常感兴趣。当时罗斯贝正郁郁不得志，经过莱西的穿针引线，他和古根海姆航空促进会的主席哈利·古根海姆先生认识了。古根海姆觉得美国正需要他这样的气象学人才，所以就同意出钱支持他在美国继续搞研究。
哈利·古根海姆（左）和著名飞行员杜立特 罗斯贝的工作关系还是在美国气象局，1927年7月，罗斯贝在气象局被授予一个全新的职位，叫“跨部门航空气象学委员会主席”。这个职位所需要的资金是古根海姆基金会资助的。这段时间内罗斯贝和当时的气象局长马文以及其他管理层冲突不断。气象局从来没见过这么难缠的刺头。想把他赶走吧，又做不到，他的工资又不是气象局发。 双方矛盾闹得越来越大，有一次双方矛盾终于激化，而且还撕破脸了。事情是怎么回事儿呢？这件事还是因为当时的航空英雄查尔斯·林白打了一个电话。因为古根海姆航空促进基金会的关系，罗斯贝和林白认识。林白因为驾驶路易斯精神号，第1次横跨大西洋成功，所以他也就成了美国人心目中的航空英雄。而且罗斯贝还曾经坐着林白的飞机环游了美国的48个州，到访过100多个城镇，到处宣讲来自挪威的卑尔根学派的气象学理论。 林白打电话找罗斯贝是因为林白要去南美洲做一次飞行访问，首先是从美国首都华盛顿飞到墨西哥首都墨西哥城，距离足有3000公里，而且还要穿过墨西哥湾。然后在中美洲的危地马拉、萨尔瓦多、洪都拉斯转一圈，再去南美的委内瑞拉等地做访问，然后再回到华盛顿。林白找罗斯贝的目的是让他对12月13号到14号，从华盛顿到墨西哥城的这条路上的天气做预报。
查尔斯·林白 林白转了一大圈，终于回到了美国。而且他盛赞罗斯贝提供的天气预报是他接收到的最好的天气预报。林白对公众媒体这么一说，立刻就冲了气象局局长马文的肺管子。首先罗斯贝是个外来户，是个临时工，而且他使用的天气预报方法在马文看来非常不专业也不正规。可是罗斯贝居然受到美国航空英雄查尔斯·林白的高度赞扬，那岂不是打了气象局的脸？马文从此宣布罗斯贝是气象局不欢迎的人。双方算是正式结下梁子了。 经过林白这么一推广与宣传，美国人都知道了，原来航空可不是极限爱好者才能玩的大玩具，而是一种实实在在的交通工具。普通公众对乘坐飞机旅行的顾虑开始慢慢打消，美国的航空业也将迎来大发展的时代。古根海姆在加州运行了一条示范航线，来往于旧金山和洛杉矶之间，这条航线倒不是新设立的，只是过去只运邮件而不运人，现在是连人带邮件一起运。 既然要运人，那么对天气预报的要求也就变得非常高，因为人命关天。所以罗斯贝也就迎来了新任务，他要全力配合支持这条航线上的天气预报。最终这条航线于1928年春天正式投入商业运行。
1928年的洛杉矶机场 美国气象局局长马文特地给旧金山气象局的主管写了一封信。告诉他，罗斯贝这个人不具备特殊天气预报的资格，也不允许他使用气象局的任何资源。但是旧金山气象局的主管爱德华·博威倒是非常有远见，他完全就当没看见这封信，非常热情的欢迎罗斯贝到加州来访问。这说明美国气象学界还是有明白人的。 罗斯贝在加州建立了一个非常密集的气象观测网络。因为加州的地形非常崎岖，到处都是山。这些气象观测网络，所有的数据都要向奥克兰机场气象中心汇报。这个气象观测网络的表现非常出色。提供的天气预报服务质量超出了所有人的预期。所以这条航线就成了让人非常放心的一条航线。也获得了军方和民间的一致好评。 罗斯贝建立的这个航空气象网络，最后还是被美国气象局收编了，不过这个时候美国气象局已经不再抵制罗斯贝的方法。到1928年，罗斯贝前往麻省理工学院担任气象学副教授，而且在麻省理工开始筹备美国大学内的第1个气象学系。招收的第1届学生里就有那个年轻的海军军官莱西，第2届学生则开始面对普通市民和高中生。罗斯贝在麻省理工一干就是11年，也是他一生中工作时间最长的地方。在他的努力之下。美国逐渐从气象学的蛮荒之地，变成了现代气象科学的中心。
罗斯贝波 罗斯贝就把他在卑尔根学的那一套全都搬过来了。他要把麻省理工的这个气象系培养成美国气象人才的大本营。就在这个时期，罗贝斯做出了自己一生中最重要的一个研究成果，那就是“罗斯贝波”，也叫行星波。 这个发现说到底还是和航空有关系。那个年头，探空气球越来越多，大家收集到的高空数据也越来越多。在1935年，英国人发明了气象雷达。这样人类探测大气又多了一种手段。罗斯贝有机会以全球视野去分析这些高空数据。他发现，高空的波动移动可以对下层的冷暖空气的移动产生很大的影响，最终产生局部的天气。 我们知道，不管是海洋还是大气都是流体，流体之中就存在很多波动现象。比如说海面上的海浪是最明显不过的波动现象。大气内部也有很多波动现象。比如说，空气在水平流动的时候，因为遇到一座山，那么就只能爬上去，空气在爬山的过程中会变冷。过了山头以后，冷空气会沿着山坡往下冲，冲到近地面附近受热，密度再次变小再往上爬，爬到高空又变冷，再次往下。所以风吹过去的时候，其实不是老老实实平移的，地面上肯定会有起伏不平的地方，稍稍受点扰动。气流就会像走搓板路一样，一路磕头磕过去。 不仅仅垂直方向有这种磕头的现象，水平方向也会有。地球中纬度地区上空有一道西风带。这道气流环绕了地球一圈。气流可不会老老实实沿着纬度圈走。主要还是受到地转偏向力的影响。一边走一边就要拐弯儿，拐过头了又要拐回来。所以西风带也呈现出波动动态。而且波长尺度可以达到行星级。这就叫做“罗斯贝波”也叫“行星波”。
木星大气的波纹 这种现象不仅仅是大气层之中有，海水实际上也有。只不过海水里的波长就比大气层的波长要小很多，只有几百公里的样子。这种现象不仅地球上有，在其他星球上也有。包括木星土星这种巨型流体星球，甚至太阳上都有。木星的花纹非常明显，也非常典型，你可以看到木星上有一条一条的环带，但是每一条环带都是扭得像麻花辫一样。环带之间会有巨大的气旋，木星上最出名的气旋就是大红斑。 土星靠近北极附近有一个巨大的六边形结构，实际上也是环绕土星极地旋转的云带，但是这个云带居然就不是一个漂亮的圆圈，而是一个六边形。为什么这个六边形的结构能如此稳定，科学家们估计可能跟驻波现象有关系。但这也只是一种假设，还没有具体的证据。
土星北极的六边形结构 后来罗斯贝成了美国公民。罗斯福总统特派的一个科学家小组已经开始敦促当时的美国气象局，消化吸收卑尔根学派的分析方法。这可是总统大人亲自在推动这件事儿，即便如此，还是推不动，你说这个气象部门他得有多顽固。所以当时美国气象部门的天气预报工作没有得到实质性改进。最后气象局长马文灰溜溜地辞职了。 1938年9月当时气象局的局长格雷格突发心脏病去世，罗斯贝的好朋友莱西成了美国气象局局长。他本来是海军的气象人员，他不属于美国气象局。所以他这个局长实际上是空降的，莱西离开了服役21年的海军。作为空降的局长，说实话真不太好当。莱西以他的能力，在这个位置上一干就是25年。 这时候二战已经打起来了，气象工作变得尤为重要，因为气象跟战争也是密切相关的。莱西在气象局内部进行了大刀阔斧的改革。而且积极引入了最新的气象学理论。莱西还在气象部门内部组织培训班，对老人进行再培训，他们的知识结构已经老化了。莱西新官上任总要有几个帮手，所以他死拉活拽的把罗斯贝从麻省理工给拽出来了，把他拽出来当气象局当局长助理。一方面他负责对老人进行培训，而且还要到芝加哥大学去建立一个培训中心。
芝加哥大学 1940年美国政坛在激烈讨论未来是不是要参与到第2次世界大战。当时美国军方已经为未来参战做着准备工作。在罗斯贝的推动之下，军方高层开始与民间大学合作培养大量的战时天气预报员。很快超过7000多名军方的天气预报员开始在各个大学中接受紧急气象学培训。很多大学都被动员起来了，包括麻省理工纽约大学，芝加哥大学，加州大学洛杉矶分校。雅科比不就在加州大学洛杉矶分校嘛。 罗斯贝可以说是到处奔走，深入到一线，帮助战场上的美军和英军气象人员解决实际问题。罗斯还在美属波多黎各组建了芝加哥大学热带气象学院，因为当时急需能够胜任热带天气预报的预报员。为应对二战，美国培养了大批气象学人才，这也就为未来美国在气象学领域的突飞猛进奠定了基础。 欧洲的战事进行到了1944年，盟军重返欧洲大陆的日子变得越来越近，到底选哪一天登陆呢？这就要看天气如何了。我们下次再说。 |
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