周秀骥

        周秀骥,大气物理学家。1932年9月24日生于江苏省丹阳市。1950年从上海中法中学(现为光明中学)毕业后,于第二年4月来到当时在南京的中国科学院地球物理研究所当练习生,一边统计气象资料,一边勤奋自学气象知识。他积极进取的精神,受到善识人才的所长赵九章教授的赏识和重点培养,于1952年被派到北京大学物理系参加合作,进行大气臭氧、透明度和消光系数的观测分析。他充分利用一切业余和空闲时间,如饥似渴地旁听大学课程,仅用三年时间取得了本科生应修课目的全优成绩。1956年9月,破格派送他到原苏联科学院应用地球物理研究所攻读研究生,从师于著名大气物理学家、原苏联科学院秘书长费多罗夫院士,从事暖云降水实验和理论研究。1962年获得原苏联数理学副博士学位,其论文为《电荷对暖云中云滴碰并影响的研究》。
        回国后第二年(1963),由于暖云降水理论研究的优异成绩他被破格晋升为地球物理所副研究员,领导并从事云降水物理和大气电学的研究。1966~1981年他任大气物理研究所第一研究室主任,1979年晋升为研究员。在此期间,他主持并从事大气遥感的研究,先后在激光大气遥感、大气光学遥感、微波遥感理论与技术发展和应用试验等方面作出了重要贡献。1981~1984年他任该所副所长兼室主任。1979年中国科学院批准建设平流层科学气球工程,周秀骥先后兼任工程领导小组成员与工程总体组长,第一期工程于1984年完成,使我国建成第一个高空科学气球技术系统。
        1984年以后,他调任国家气象局气象科学研究院院长,1993年后任中国气象科学研究院名誉院长。在此期间,他致力于发展现代化气象科学研究。他先后领导并从事了国家“七五”科技攻关项目“京津冀灾害性天气监测与超短期预报”、国家“八五”科技攻关项目《南极综合科学考察研究》、国家自然科学基金委员会重大项目《中国地区臭氧变化及其对环境气候的影响研究》以及中美合作的《国家气候研究》等工作,其研究范围扩展到中尺度大气物理与探测,大气成分与气候及大气化学等领域。在学术上他日益成熟,并在国内外许多学术机构和学术活动中发挥重要作用,曾任中国南极研究学术委员会副主任,多年担任中国气象局科技委员会副主任,中国气象学会副理事长,先后担任《大气科学》、《气象学报》、《应用气象学报》等学报主编。同时积极开展我国与世界各国的气象科技合作,先后与美国、日本、加拿大、澳大利亚和原苏联等十多个国家建立学术联系和合作关系,多次被推荐在国际组织中任职,曾长期任世界气象组织大气科学委员会委员,国际气象与大气物理协会理事会理事,以及国际大气辐射委员会委员等职。现为国际臭氧委员会委员,全球大气观测系统联合科学技术委员会委员。
        40多年来,周秀骥孜孜不倦为开创我国大气物理学而辛勤耕耘,先后创建和发展了我国云雾物理、大气电学、大气湍流、大气遥感、中尺度大气物理、中层大气物理和大气化学等分支学科,是我国现代大气物理学创建人之一。他已完成专著4本,学术论文90余篇,共获得国家和部委级重大科研成果奖共11项,其中全国科学大会重大成果奖一项、国家科技进一等奖一项,部级科技进步特等奖一项,国家自然科学三等、四等奖各一项。
        1988年获得国家有突出贡献的中青年专家光荣称号,1991年当选为中国科学院学部委员(院士)。他的主要学术成就是:
        建立暖云降水起伏增长理论
        50年代传统的贝吉龙(Bergeron)冰晶凝结增长和郎格缪(Langmuir)雨滴均匀碰并增长的理论受到冲击,不能解释暖云短时形成的降水过程。周秀骥最早提出云中湍流运动所导致的起伏会促使不同尺度水滴加速增长的概念,运用随机过程和随机函数的理论系统地考察了云中水汽、气流、含水量和荷电电量等结构起伏太对降水形成的各种因子,形成了一个新的理论——暖云降水起伏增长理论,从而突破了原有降水过程理论的局限,使我国云雾降水物理的理论研究迅速跨入世界学科前沿,其代表著作为《暖云降水微物理机制的研究》。
        创建我国大气电学
        周秀骥在总结了我国近代大气物理学半个世纪以来的历程后指出,发展我国现代大气物理学要注重两个结合,一是必须密切结合气象科学中直接具有应用价值的分支,二是必须重视物理学原理、新技术发展与地球大气特点的结合。1963年,他为了探索对强对流天气进行实时预报和防御森林火灾的需要,选择了雷雨物理为新的突破口,开始对雷电和降水的相互制约,雷雨云闪电机制及其影响方法以及闪电、雷雨云的电磁辐射效应等三方面进行研究,从中探索了云滴湍流碰并中的电化机制和闪电过程中各种物理过程引起的电磁波辐射效应,提出了一种新的单站测定雷电的理论方案。该方案以后基本为观测实验所证实,并于90年代,经过其他科学家的发展,进一步应用于实际。与此同时,在他的领导下,建立了我国第一个用于室内研究雷电机制与物理过程的雷电物理实验室和由闪电波形测量仪、探空电场仪和三站闪电定位仪等构成的雷雨云综合探测系统。使我国大气电学在理论研究和实验技术两方面从无到有得到了发展。他把我国大气电学的创建过程模索到如何将现代科学技术手段和数学物理学成就引入到大气物理研究的丰富经验,为我国现代大气物理学的全面发展奠定了基础。
        同时期,周秀骥的学术思想得到发展而日趋完善。他认为发展和提高中小尺度灾害性天气的监视和预报能力能全面带动我国现代大气物理学的发展。他不断引入先进的前沿技术和数学物理学进展,逐渐加强大气物理学与动力气象学的结合,在近30年来推动着我国现代大气物理学的全面发展。
        全面开展大气遥感的研究
        60年代后期,在他的领导下及时地将激光新技术应用到大气探测中,研制出我国第一台具有国际一流水平的气象激光雷达。在此基础上,他首次提出激光探测大气污染时空分布原理,以及探测大气气溶胶物理结构的理论,1973年又提出开展大气微波遥感的设想,组织研究队伍系统地开展大气微波辐射特征、大气温度、水汽、风和湍流强度垂直廓线的原理与反演方案、云和降水的微波遥感等领域的理论、仪器研制及应用研究。他本人的学术贡献在于:发展了国际地学遥感中的Backus-Gilbert方案,提出核函数最优化方法,首次在国际上对第一类线性Fredholm积分方程反演中最大可分辨尺度进行定量讨论,在此基础上提出了遥感通道选择的一般原理;建立微波遥感水汽廓线的非线性遥感方程线性化形式,提出采用统计试验法求取水汽遥感方程近似解原理,选择强线与弱线相结合的方法,进行了成功的数值试验,并在地对空扫角法遥感实际测量试验中取得了实测反演水汽廓线的成功。该方法在当时国际上是有创见的,美国在90年代AMSU反演水汽中亦准备采用类似的积分方程整体反演方法。他首次推导建立了利用大气微波辐射起伏量来反演大气温度湍流结构常数和风廓线的遥感方程,从理论上证明了这一方案具有较温度遥感更高的空间分辨率。这将是未来十分有希望实现的一种新的微波遥感原理。在他的领导下,实现了适用于中小尺度临近预报研究和气候变化研究的大气水汽含量、云中含水量和降水分布的微波遥感原理及其雷达和微波辐射计技术系统。成功地完成了这些气象要素遥感的原理试验阶段。1984年以后,通过近五年的努力,在气象科学研究院领导研制完成我国第一台甚高频风廓线雷达和我国第一台业务化的双频微波辐射计,分别实现10公里以下风分布的快速连续探测以及获得实时大气水汽和云中液态含水量资料,从此使我国气象要素的遥感手段步入业务化应用阶段。
        在大气环境与气候变化相互作用研究中取得了新的成果
        从70年代开始,环境与气候问题已成为地球科学的前沿。周秀骥把大气物理学密切与现代大气环境以及气候变化的科学问题相结合,开展新的环境与气候相互作用的重要研究,成为该领域的学术带头人。他先后承担了“南极气候与环境”,“中国地区臭氧变化及其气候环境的影响”以及“中美合作国家气候研究”等国家科技攻关与国家自然科学基金重大项目的研究任务,在南极臭氧洞变化机制、中国地区臭氧变化特征和青藏高原臭氧低值中心、四川地区气溶胶的气候效应、区域大气环境质量数值模拟以及动力-辐射-化学耦合的环境-气候模式等研究中都已取得国际前沿的新成果,其中南极研究已获得部级科技进步特等奖。
        周秀骥总是坚持理论与实际的结合,从国民经济与国防现代化建设的需要中提炼大气科学的发展方向,攻克学科前沿的理论难题,然后在技术上加以实现,重视室内和野外的试验,最后回到为社会的服务中。他学术思想活跃,对前沿领域的新技术和数学、物理等基础理论极为敏感,善于汲取来自有关科学技术领域的养分。他勤奋、谦虚、学风正派,实事求是。善于发挥他人所长,组织各方面力量的协作。
        周秀骥重视热心培养青年科学人才,他亲自在中国科技大学及研究生院授课。自1978年以来,他已培养了50多名硕士和博士。

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