從信風(fēng)到季風(fēng)
1915年1月，未來將要在上海創(chuàng)辦后來舉世聞名的《青年》雜志的陳獨秀還未從東瀛踏上回國之旅，中國現(xiàn)代科學(xué)史上歷時最長的一份綜合性科學(xué)刊物《科學(xué)》雜志，就已經(jīng)被留美學(xué)生組成的中國科學(xué)社所創(chuàng)辦。作為中國科學(xué)社首批成員的竺可楨自然成了《科學(xué)》雜志的主要撰稿人。1916年2月，此時已轉(zhuǎn)入哈佛大學(xué)攻讀氣象學(xué)的竺可楨在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了《中國之雨量及風(fēng)暴說》一文，這是他學(xué)術(shù)生涯中論及季風(fēng)的第一篇文章。
《科學(xué)》雜志
只不過，在論文中，竺可楨還沒有將之明確稱為季風(fēng)。
在這篇分析中國降雨量分布多寡原因的文章中，竺可楨認為“信風(fēng)（monsoon）之強弱”是與“地形之高下”“風(fēng)暴之路徑”并列的影響中國降雨量的因素。在分析信風(fēng)與中國季節(jié)降水差異時，他說“海風(fēng)之濕度必高，而自陸至海之風(fēng)其濕度較低，是故冬信風(fēng)為冷而干燥，夏信風(fēng)則溫而幽濕”，這便造就了中國以夏季降水為主的氣候特征。同時，他也認識到濕潤的夏季信風(fēng)強度從南至北，由沿海至內(nèi)陸又呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢。所以，竺可楨得出“惟有信風(fēng)故而中國南方之雨量較北方為多，惟有信風(fēng)故而各省之雨澤多在夏季”的結(jié)論。只是在如何稱呼這一典型氣候現(xiàn)象方面，當(dāng)時并沒有統(tǒng)一和標準。竺可楨在文內(nèi)給出了兩種說法“信風(fēng)者，一季風(fēng)也”。這可以說是季風(fēng)概念的首次登場，只不過并沒有與信風(fēng)真正地區(qū)別開來。
1918年，竺可楨從哈佛學(xué)成歸國。1920年受聘南京高等師范學(xué)校，并開設(shè)了地質(zhì)學(xué)、地文學(xué)（自然地理學(xué)）和氣象學(xué)等課程。為了高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)，竺可楨撰寫了氣象學(xué)講義。
當(dāng)知識要在課堂上講授出來時，概念的明晰化就勢在必行。所以，《氣象學(xué)》講義中的第六章《風(fēng)》這一部分的第三節(jié)《風(fēng)之種類》，竺可楨便將我們現(xiàn)在界定為的信風(fēng)，即在低空從副熱帶高壓帶吹向赤道低氣壓帶的風(fēng)明確稱之為信風(fēng)了。其將因海陸熱力分布不均所產(chǎn)生的風(fēng)，則稱之為季風(fēng)?！岸局L(fēng)應(yīng)自大陸而趨海洋，夏季之風(fēng)則應(yīng)自海洋而趨大陸，此等風(fēng)名為季風(fēng)（monsoon），因其風(fēng)向視季候為轉(zhuǎn)易也?！贝苏撉宄髁?，季風(fēng)之名從此使用至今。
名稱雖定，但當(dāng)時對于季風(fēng)還缺乏足夠的研究。
1922年，竺可楨在《南京之氣候》的演講中再次提及中國的季風(fēng)氣候，并對之有了更進一步的認識。他在解釋南京與杭州、天津降雨量多寡和雨期早晚差異問題時，將之歸結(jié)為“季風(fēng)之影響”。季風(fēng)由南向北的推進過程在這篇文章中被揭示出來，同時文章認為先受東南季風(fēng)影響的地區(qū)雨期更早，反之則晚。
但囿于當(dāng)時氣象站臺的缺失，氣象數(shù)據(jù)的匱乏，想要進一步呈現(xiàn)中國氣流的具體運行情況還需時日。
到了1933年得益于各地氣象臺的建立，中國氣流運行的具體情形可以被準確表達出來，我們對于季風(fēng)的認識也提高到了一個新的水平。當(dāng)年竺可楨在第五屆太平洋科學(xué)會議上宣讀了《中國氣流之運行》一文，這是我國最早關(guān)于東亞大氣環(huán)流的研究工作。他通過利用民國十七年（1928年）至二十一年（1932年）中國內(nèi)地五十處，東三省三處和新疆二處觀測點觀察所得的地面風(fēng)向數(shù)據(jù)，繪制了1月、4月、7月、9月中國各地最多風(fēng)向的分布圖，進而分析一年內(nèi)四個典型月份的東亞氣流運行情況。而且該文從機制上認識到影響我國各季節(jié)氣流運行和季風(fēng)的因子。陸地上的西伯利亞高壓和印度低壓，位于海上的北太平洋高壓和亞羅森低壓（阿留申低壓）在冬夏兩季共同促成了氣流的運動以及季風(fēng)的出現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)對于季風(fēng)研究具有重要意義。
僅僅一年后，1934年9月在《地理學(xué)報》創(chuàng)刊號上的第一篇論文即是竺可楨的《東南季風(fēng)與中國之雨量》。此文被氣象學(xué)家陶詩言院士認為是“我國有關(guān)季風(fēng)研究的經(jīng)典著作，為以后的我國季風(fēng)研究和長期天氣預(yù)報研究提供了基礎(chǔ)”。
《地理學(xué)報》創(chuàng)刊號目錄
該論文之所以如此成功，除了竺可楨卓越的科學(xué)研究能力，其實還有賴于他深厚的古代文學(xué)功底。
竺可楨在找尋中國古代對季風(fēng)認知的文獻記錄時，發(fā)掘了蘇軾《舶?風(fēng)》一詩。其中有“三時已斷黃梅雨，萬里初來舶?風(fēng)”一句，該句引中有解釋道“吳中梅雨既過，颯然清風(fēng)彌月，歲歲如此，湖人謂之舶?風(fēng)”。這里的舶?風(fēng)就是夏至后的東南季風(fēng)。順著此線索，竺可楨還發(fā)現(xiàn)了古人多有“舶?風(fēng)，主水退，兼旱”的記載。正所謂“舶?風(fēng)云起，旱魃深歡喜”。為了解釋這種說法，竺可楨發(fā)現(xiàn)隨著時間變化，東南季風(fēng)的漸次北進現(xiàn)象。當(dāng)東南季風(fēng)強勢掃過長江流域，前鋒抵達黃河流域時，雨帶也就隨之來到華北，長江流域開始晴朗起來。這就是為什么東南季風(fēng)，即舶?風(fēng)到來后，長江流域天氣變得干燥的原因。
此機制得到揭示后，再從長時段舶?風(fēng)強弱變化角度觀察，竺可楨發(fā)現(xiàn)歷年長江流域的雨量多寡與舶?風(fēng)的強弱有著密切關(guān)系。“東南季風(fēng)強，則長驅(qū)直達華北，……華北雨量豐沛，長江流域干旱。東南季風(fēng)弱，則一至長江流域，其勢已成強弩之末，……長江流域受雨澤之賜，而華北乃干旱矣”。這個觀點雖然在現(xiàn)在是人所共知的事實，但在90年前乃是一個揭示中國季風(fēng)氣候特征的創(chuàng)見。
從1916年竺可楨首篇論文談及季風(fēng)到1934年對中國季風(fēng)氣候有了系統(tǒng)性的研究，竺可楨的季風(fēng)研究走過了近二十載歲月。這期間，為了能夠更深入、更方便地探究以季風(fēng)為代表的中國氣候，竺可楨還做了大量基礎(chǔ)性的工作。
氣象臺與氣象所
沒有自己的氣象臺，中國氣候研究便無從談起。
早在1916年初的那篇《中國之雨量及風(fēng)暴說》中，竺可楨就談及了建設(shè)氣象臺的必要性和重要性。因為氣象分析與研究必須建立在氣象觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，否則如空中樓閣，沒有根基。當(dāng)年的論文中，竺可楨所利用的不同季節(jié)季風(fēng)的風(fēng)向數(shù)據(jù)，還是來自外國人在中國海關(guān)下設(shè)的觀測所。中國當(dāng)時僅有寥寥數(shù)個屬于自己的氣象臺站，并不能滿足研究所需。所以，在文章的結(jié)尾，竺可楨便大聲疾呼“政府能遍設(shè)氣象臺于全國，加以數(shù)十年之看護觀測，然后全國之雨量風(fēng)暴，始能明了如指掌”。
但當(dāng)時身處美國還是博士生的竺可楨還沒有機會親自踐行氣象臺的建設(shè)。
1921年8月，回歸數(shù)年后竺可楨又在《東方雜志》上發(fā)表《論我國應(yīng)多設(shè)氣象站》一文，認為當(dāng)時氣象臺的數(shù)量太小，與我國廣闊領(lǐng)土不相匹配，應(yīng)大力建設(shè)氣象臺?！懊绹娣e亞于我國，而有氣象臺二百余，……日本面積僅當(dāng)我國十七分之一，而氣象臺之?dāng)?shù)乃多至五十六。反觀我國，則除中央氣象臺外，惟南通張季直先生所設(shè)之軍山氣象臺而已。茍以歐美日本為先例，則我國至少須有氣象臺百所。”
臨淵羨魚不如退而結(jié)網(wǎng)。1921年竺可楨以東南大學(xué)地學(xué)系主任的身份，建立了附屬于大學(xué)的南京氣象測候站，并親自指導(dǎo)學(xué)生參與觀測。從當(dāng)年秋季起，開始每日不間斷觀測氣壓、溫度、雨量和風(fēng)力、風(fēng)向等，并每月定期出版《南京氣象報告》。1922年，竺可楨又參與國家收回青島觀象臺主權(quán)的事宜之中，為成功接收青島氣象臺做出了重要貢獻。青島氣象臺成為當(dāng)時歸屬我國為數(shù)不多的設(shè)備完備的氣象臺站。1928年，在竺可楨的倡議和交涉下，選取了南京城欽天山北極閣建立綜合性的氣象臺，并于當(dāng)年10月1日起正式觀測。至1934年竺可楨寫下研究中國季風(fēng)的重要論文時，在他的領(lǐng)導(dǎo)下已經(jīng)創(chuàng)辦了上海測候所（1933年1月）、峨眉山測候所（1932年8月）、泰山測候所（1932年8月）和肅州（酒泉）測候所（1934年7月），同時接管了北平測候所（1929年6月）。
南京城欽天山北極閣
當(dāng)本國研究氣象的學(xué)者能夠順利方便地使用上本國氣象臺數(shù)據(jù)，中國的季風(fēng)研究才能有長足的進步。
在竺可楨1933年宣讀的《中國氣流之運行》一文中，他便利用了南京1929-1931年和青島1924-1929年測得的逐月風(fēng)速來展示一年中季風(fēng)風(fēng)力的變化特征。在研究季風(fēng)的重要一文《東南季風(fēng)與中國之雨量》中，竺可楨同樣利用了1929至1933年間南京測得的夏季不同風(fēng)向下降水可能性和溫度、濕度的記錄，從而佐證“舶?風(fēng)主旱”說。北平和上海的風(fēng)力和雨量數(shù)據(jù)則幫助竺可楨證明了不同的季風(fēng)強度下長江流域和北方降水的特征。
此外，培養(yǎng)一批專業(yè)的氣象人才，同樣有助于中國氣候研究的開展。
1927年年底，當(dāng)時國民政府著手籌備建立一所國家級的研究機構(gòu)，即中央研究院。在中央研究院的組織條例中，將觀象臺作為其中一個子機構(gòu)予以籌建，竺可楨被聘為觀象臺籌備委員會常務(wù)委員。1928年2月，中央研究院院長蔡元培為辦事便利起見，把觀象臺籌備處分為天文研究所和氣象研究所，竺可楨又被任命為氣象研究所主任。11月，氣象所成為中央研究院擬設(shè)的十四個研究所之一。竺可楨作為全權(quán)負責(zé)人，從研究所的選址、進人、采買設(shè)備到刊物出版，均事必躬親。氣象研究所作為當(dāng)時中國氣象科學(xué)的最高學(xué)術(shù)機構(gòu)，在竺可楨的領(lǐng)導(dǎo)下，開展了一系列氣象科學(xué)研究，在取得豐碩研究成果的同時，也培養(yǎng)了一批氣象研究人員。
1928年開始氣象研究所將其直屬的氣象臺觀測記錄和各地測候記錄以《氣象季刊》（1929年后《氣象月刊》）和《氣象年報》的形式編輯出版。而且，氣象研究所在南京還開設(shè)了四期氣象學(xué)習(xí)班，培養(yǎng)了大量氣象學(xué)家和氣象管理人員，其中就有呂炯、涂長望、盧鋈、葉篤正、陶詩言和顧震潮等。當(dāng)中國氣象研究有了一支隊伍后，研究才能獲得更大的進展。
比如，1934年涂長望發(fā)表的《中國雨量與世界氣候》一文，搜集了中國各地夏季降雨量數(shù)據(jù)，并將之與世界各地氣候進行比較，發(fā)現(xiàn)其中的相關(guān)關(guān)系。其中，得出了華北沿海區(qū)域的夏季降雨量與長江三角洲夏季降雨量之間存在反相關(guān)關(guān)系的結(jié)論。此結(jié)論為竺可楨論證東南季風(fēng)強弱與中國南北方旱澇關(guān)系提供了重要的佐證與支持。
季風(fēng)的中國影響
現(xiàn)實的極端旱澇是氣象研究者研究氣象問題最直接的出發(fā)點，解釋極端旱澇發(fā)生的原因就成為氣象工作者的重要使命和任務(wù)。
1926年入春以來長江、黃河下游，東北沿海一帶降雨稀少，上海1至5月降雨量只有往年平均的百分之六十一。面對旱情，當(dāng)時各省紛紛倡導(dǎo)祈雨和禁屠之法，以求甘霖。竺可楨自然反對這種愚民且迷信的做法。
只有科學(xué)的宣傳才是回擊封建迷信的良方。
所以，在當(dāng)年7月竺可楨在《東方雜志》上發(fā)表《論祈雨禁屠與旱災(zāi)》，向大眾科普我國旱澇災(zāi)害異常頻繁的原因。其中，他談到東亞各國處于季風(fēng)帶內(nèi)，是造成每年雨量多寡懸殊的重要原因。在季風(fēng)的影響下，因為季風(fēng)強弱變化的不定，中國雨量之變率極大，而且，越往內(nèi)地變率愈大。可以說，季風(fēng)對中國旱澇影響之顯著，以及1920至1930年代中國頻繁爆發(fā)的極端旱澇災(zāi)害，均讓竺可楨感到對季風(fēng)的研究和科普異常重要。
幾年后的1931年夏季，全國各地水澇成災(zāi)，尤其以長江流域為甚。面對幾十年未有之大洪水，《時事月報》特邀竺可楨和劉治華撰文解釋。僅僅三年之后的1934年夏季，長江流域又因梅雨結(jié)束得異常偏早，產(chǎn)生了嚴重的旱情。短短三年間，長江流域接連出現(xiàn)的極端旱澇災(zāi)害，成為了當(dāng)時中國氣象研究上最為迫切的中心問題。為此，竺可楨寫下了《長江流域三十年未有之大雨量及其影響》和《民國二十三年夏季長江下游干旱之原因》兩篇論文予以解釋。
這兩年長江流域的極端旱澇均與梅雨的異常有關(guān)。在竺可楨看來“黃梅天之所以成，可以‘季風(fēng)之影響’五字釋之”。將季風(fēng)如何影響中國降雨解釋明了，就能夠回答長江流域旱澇發(fā)生的原因。每年夏季“寒冷之西北風(fēng)與溫暖而潮濕之東南風(fēng)相遇”便會產(chǎn)生降雨，又“以西北風(fēng)漸向后退縮，東南風(fēng)漸向前趨進時，其降雨期遂生出遲早之不同”。1931年夏季長江流域之所以會有如此大澇，原因既在于當(dāng)年冷風(fēng)異常強盛，迫使溫暖濕潤的東南風(fēng)無法順利北上，造成梅雨長期盤踞在長江下游所致。
為了解釋1934年長江流域夏季主旱的特殊情況，竺可楨又從中國古籍里尋找歷史上相似的情境。在此過程中，徐光啟《農(nóng)政全書》里“舶?風(fēng)云起，旱魃深歡喜”的記載引起了竺可楨的注意，通過解釋這句話，竺可楨發(fā)現(xiàn)了季風(fēng)強弱與長江流域旱澇之間的關(guān)系。1934年的夏季，東南季風(fēng)勢力偏強，較之往年早半個月降臨，將盤踞在長江下游的梅雨天氣一掃而空。原本要延續(xù)到七月初的梅雨提前半個月結(jié)束，從而造成了當(dāng)年長江下游異常干旱。
可以說，為了解釋1930年代初長江流域的極端旱澇事件，才有了竺可楨于1934年秋季寫就的《東南季風(fēng)與中國之雨量》一文。
從季風(fēng)之名的確定到對季風(fēng)認識與研究的不斷加深，以竺可楨為代表的氣象學(xué)人作出了卓越的貢獻。季風(fēng)的研究并不能脫離時代與現(xiàn)實。中國氣象事業(yè)的發(fā)展為季風(fēng)研究提供了前提與基礎(chǔ)，現(xiàn)實的極端旱澇災(zāi)害則又鞭策學(xué)者不斷加深對季風(fēng)的研究。正是因為擁有一批批志愿中國氣象事業(yè)且心懷百姓疾苦的學(xué)者，才有了季風(fēng)研究的進步。
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