羅斯貝

卡爾·古斯塔夫·羅斯貝（Carl-Gustaf Rossby, 1898-1957年）現代氣象學和海洋學的開拓者。1898年12月28日生於瑞典斯德哥爾摩的一個中產家庭，當他在家鄉的斯德哥爾摩大學進行數學和物理專業的學習時，參加了由當時剛剛獲得氣象預報理論突破的皮葉克尼斯主講的一次關於大氣運動非連續性問題講座，由此他就被氣象學問題深深吸引。

基本介紹

• 中文名：卡爾·古斯塔夫·羅斯貝
• 外文名：Carl-Gustaf  Rossby
• 出生地：瑞典斯德哥爾摩
• 出生日期：1898年12月28日
• 逝世日期：1957年
• 畢業院校：卑爾根氣象學校

瑞典成長

1919-1920年他進入著名的卑爾根氣象學校，加入了由皮葉克尼斯率領的氣旋理論研究和天氣預報團隊。年輕的羅斯貝親歷了極地鋒理論和氣團學說激動人心的發現，並作為團隊的一員提出了一些很好的思想。1919年夏，他首先建議暖鋒和冷鋒在天氣圖上分別用紅色和藍色代表，而不是當時使用的相反方案。這時他也預感到自己的興趣和長處在理論方面，大學裡學習的物理和數學知識在氣象領域不是沒有用處，而是還遠遠不夠。1921年他又隨皮葉克尼斯去德國萊比錫大學學習一年，1921年他又回到斯德哥爾摩大學，並在瑞典氣象水文局謀得一個職位。在那裡他參與高空氣球觀測網的建立，與另外4名預報員一起每天3次進行天氣圖分析並作出全國天氣預報。其中有兩年的夏天，他還隨船出海提供天氣預報。他參與了在揚馬延島 (位於格陵蘭島和冰島之間)、環不列顛群島、 葡萄牙以及馬德拉群島的海洋科學考察活動。同時，他還在斯德哥爾摩大學繼續學習數學物理，並在1925年取得學位。

美國揚名

1926年是羅斯貝學術生涯的一個重要的轉折點。這一年他獲得了一個基金會的資助，前往位於華盛頓的美國天氣局，繼續做氣象科學研究。他1926和1927年在美國著名的《每月天氣評論》雜誌上發表了關於大氣湍流和對流方面的論文,反映了他在來美之前的研究工作中對大氣摩擦層的具有遠見的洞察。

這一時期由於美國對北歐天氣預報新進展普遍持否定和麻木的態度，羅斯貝只好在氣象局尚未介入的航空氣象預報中另闢蹊徑。他在加洲建立了美國第一個航空氣象服務試驗系統。1928年，他在麻省理工學院組織了美國第一個大學水平的氣象研究項目，同時創立了美國第一個現代氣象學意義上的大學氣象系。不久，他成了該校的一名正教授。

羅斯貝在麻省理工學院工作了11年，前3年他致力於氣團熱力學研究，首先發現大氣熱力學中一些物理量具有守恆性質。他最早提出利用位勢溫度和比濕等物理量定義氣團，追蹤氣團的運動，進而對鋒面和氣旋等天氣現象進行更為量化的診斷和描述。這些大氣中具有守恆性質的準物質面還被作為空間坐標的代替量套用於數值預報模式。羅斯貝還專注於大氣和海洋中的湍流研究，第一次在氣象學中引入了混合長、粗糙度參數、卡曼常數等概念，並將這些概念擴展到海洋。

1939年他離開麻省理工學院，再次加入美國天氣局，成為該局主管研究工作的主任助理。1940年，他應邀擔任芝加哥大學氣象系主任。在此期間，他將自己的研究領域轉向和短期天氣預報關係更為密切的大尺度大氣運動和大氣環流理論並取得了最重要的學術成就。提出了著名的大氣長波理論。他引入的大氣渦度和動量的概念成為今天每一位氣象學者都耳熟能詳的基本概念。

二次大戰爆發期間，羅斯貝在芝加哥大學積極組織和參與了對軍事氣象人員的培訓，同時繼續研究他創建的大氣長波理論。戰爭結束後，他招募了一大批優秀學者加入到氣象研究中，為將要開展的數值天氣預報積極進行氣象基本理論上的準備。1946年8月，羅斯貝協助馮·諾依曼在普林斯頓大學召開了第一次討論數值預報的會議。在這次會議上，羅斯貝極力推薦當時在加州大學剛剛獲得氣象博士學位的查尼參加首次數值天氣預報試驗，後者最終成為首次成功的數值天氣預報的完成者之一，生動地顯示了羅斯貝的發現和調動人才的學術領導者的能力。查尼和羅斯貝兩位學術大師就一直保持他們越來越深入的學術交流和個人友誼，也成為氣象學界的美談。

返回祖國

為了回響故鄉的召喚，當時已經加入美國國籍的羅斯貝毅然返回瑞典。1947年當他回到斯德哥爾摩後，立即作手為母校組建了一個新的部門，斯德哥爾摩大學氣象研究所，並擔任所長。這個氣象研究所具有很強的國際背景，她受瑞典、美國以及象聯合國教科文組織，國際大地測量學和地球物理學聯合會等許多國際機構的資助。來自世界各地的學生追隨大師來到這裡學習氣象科學。由他主持的國際研討會也名聞遐邇。與此同時，他還分出一部分時間，繼續指導芝加哥大學的氣象研究工作。 在斯德哥爾摩，羅斯貝的主要工作是為預報歐洲天氣建立數值預報系統。此外，他還創辦了著名的地球物理學術期刊<<大地>>(Tellus)。雖然這份雜誌較多地刊載氣象方面的論文，但羅斯貝仍將其定義為地球物理學雜誌。他這時已經敏銳地感覺到，氣象科學要獲得更大的突破要有更廣的視角和在多學科的框架之下才有可能。在這一點上，羅斯貝身體力行作出了表率。1952年羅斯貝在閱讀了一篇描述瑞典固定氮沉降的論文後，立刻計算出全球每年氮的沉降量達到5000噸。他致信論文的作者，提出這些氮來自何處,氮沉降的自然生物過程對森林、農業的作用,以及人類的氮排放的重要性如何等問題。他還在一次學術會議上，將“大氣中的氮循環”列作與“天氣預報”和“雲物理”並列的第三議題，從而將空氣污染問題引入了氣象學研究。羅斯貝也將自己的研究領域轉向包括了大氣化學的生物地球化學這一當時還沒有多少內容的新學科

氣象學家羅斯貝

學術貢獻

羅斯貝的研究興趣非常廣泛，在上世紀20年代主要研究大氣湍流和氣壓變化理論，30年代先將研究重點集中在海洋學和氣象學的邊界層理論。30年代末期，他對大尺度環流的研究導致了大氣長波理論的誕生。在此期間的代表作有1939年發表在<<海洋研究雜誌>> 上的<<緯向環流強度變化之間的關係>>和1940年發表在英國<<皇家氣象學會季刊>>上的 <<行星流型>>。這是世界氣象發展史上的一個重要里程碑。早期使用電子計算機製作的數值天氣預報是通過對正壓方程進行數值積分求解實現的。大氣的長波理論為求解正壓方程奠定了重要基礎。因此，羅斯貝對數值天氣預報的發展也做出了重要貢獻。從1954 年起，羅斯貝的研究興趣又轉移到大氣化學和海洋深層環流過程。1955年他在 <<大地>> 上發表了<<論化學氣候及其隨大氣環流型的變化>>一文。 1957年8月19日羅斯貝在瑞典斯德哥爾摩逝世。羅斯貝留給全世界氣象學家的永遠創新的思想理念令人難忘，就像很多用他的名字命名的氣象學概念一樣，會長時間留在人們的心中。