少年氣象學(xué)家養(yǎng)成記

沈岳

回想起來，我似乎從小就與地球科學(xué)結(jié)下了緣分——家中一本和地理有關(guān)的圖冊陪伴了我剛識字的時光。到了小學(xué)高年級，我每次去閱覽室都會尋找相關(guān)書籍，讀起來覺得十分有趣。高中時，我遇到了一位幽默風(fēng)趣的地理老師，他不僅教授我知識，還讓我對地球科學(xué)的興趣持續(xù)增加，學(xué)習(xí)熱情高漲。最終，我大學(xué)本科選擇了大氣科學(xué)專業(yè)，踏上了氣象這條路。

不同于高中時對氣象知識的基礎(chǔ)描述，本科階段的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)將它們化作一個個量化的公式，讓我逐漸了解風(fēng)雨背后隱藏的自然規(guī)律與科學(xué)原理。而挖掘和聆聽那些偉大的氣象學(xué)家身上發(fā)生的軼事，也為繁重的學(xué)業(yè)增添了幾分樂趣。

想要成為一名氣象學(xué)家，首先需要對自然環(huán)境、氣象學(xué)有足夠的興趣和熱愛，這會是我們在研究過程中面對困難時最有力的支持。

經(jīng)過100多年的發(fā)展，如今的氣象學(xué)是一門以數(shù)學(xué)和物理為基礎(chǔ)的學(xué)科，并借助計算機進行數(shù)據(jù)運算、模擬和數(shù)據(jù)分析。因此，在學(xué)習(xí)氣象專業(yè)內(nèi)容之前，需要學(xué)習(xí)大量的數(shù)學(xué)和物理課程，例如：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、數(shù)值方法、微分方程、理論力學(xué)、熱力學(xué)和流體力學(xué)等，這也是國內(nèi)外很多高校都將氣象學(xué)專業(yè)放在物理系的原因。

除此之外，還需要熟練掌握計算機編程技術(shù)，以便進行數(shù)值模擬、分析海量的氣象數(shù)據(jù)并將它們繪制成圖表。

有了這些作鋪墊，就可以進行氣象專業(yè)課程的學(xué)習(xí)了，主要有天氣學(xué)、動力氣象、數(shù)值天氣預(yù)報等。通過這些課程的學(xué)習(xí)，可以掌握大氣運動最基本的規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上開展相關(guān)的研究。

當然，學(xué)?；蛘n本上能提供的內(nèi)容是有限的，還需要閱讀大量的論文和著作、與其他人進行交流，以充分了解研究的課題，在前人的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新。而在此過程中，更重要的是要培養(yǎng)自學(xué)能力以及獨立思考問題的能力，對問題形成自己的看法，不跟風(fēng)、不盲從。

?學(xué)習(xí)氣象專業(yè)需要儲備地理、數(shù)學(xué)、物理、計算機編程等知識

氣象學(xué)家的任務(wù)主要有兩個：一是探索自然，追求真理，理解天氣氣候現(xiàn)象產(chǎn)生與變化的原因;二是將這些認識到的規(guī)律轉(zhuǎn)化為技術(shù)，做出更準確的天氣預(yù)報，這也是我們的“初心與使命”。

盡管由于大氣運動的混沌特性以及其他原因（如數(shù)值預(yù)報模式中產(chǎn)生的誤差、探測資料的精度等），天氣預(yù)報不可能做到完全準確。但正如氣象學(xué)家、中國科學(xué)院院士丑紀范所說：“天氣預(yù)報不可能做到100%的準確，但我們需要付出100%的努力?！?/p>

根據(jù)挪威學(xué)派的極鋒理論，鋒是冷暖氣團的交界面。如下圖，在一個帶有隔板的方形容器中，一側(cè)加入冷水，染成藍色，再加入食鹽攪拌，以模擬密度較大的冷空氣;另一側(cè)加入熱水，染成紅色，以模擬密度較低的暖空氣。隨后輕而迅速地向上抽開隔板，觀察兩種水團的運動情況，并思考為什么在實驗中，鋒一會兒就消失了？

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