自20世紀80年代以來，我斷斷續續地撰寫了一些關于地球三極科學考察的科普著作，諸如《樂在珠峰》《南極圈里知天命》《夢幻北極》《探秘大香格里拉》等。這些科普書大多向讀者展示了我在地球三極科學考察的過程與收獲。

2017年，福建少年兒童出版社吳娟編輯約我撰寫“高登義科學探險手記”系列。我們在討論創作思路時，不約而同地想到，要把如何“繼承與傳承科學前輩的科學事業，秉承中華傳統文化思想，逐漸獲得新的科學認識，有所創新，有所發展”的實踐過程生動活潑地展現給讀者。

為此，這套叢書最后確定為6本，即《登極取義》《與山知己》《峽谷情深》《情系南極》《夢幻北極》和《見證北極》，而《登極取義》和《見證北極》這兩本書的內容是我過去沒有涉及的。

不過，要將上述認識落實到創作中，并非那么容易。

為此，我仔細翻閱了自己數十年科學考察研究的筆記本，特別是記錄我與前輩科學家，諸如葉篤正、陶詩言老師等，就科學考察研究問題的對話記錄。通過重溫與科學前輩一次次對話討論后的扼要記錄，我慢慢有了點頭緒。我決定從一個個科學問題的提出與實踐篤行，理出一些重點問題。諸如，“珠峰氣象考察與攀登珠峰天氣預報關系”“青藏高原對于副熱帶西風急流的影響”“珠峰背風波動觀測與發現過程”，等等。在“繼承與傳承”的思路之下，我找到了一點線索，那就是從“中國山地氣象學”到“中國山地環境氣象學”，從科學考察到科學普及考察。前者記錄了我走向科學考察道路，后者則是我從科學考察到科學普及的踐行，也是我從前輩師長的繼承，向祖國下一代傳承的印記。

一

珠峰氣象考察研究與攀登珠峰天氣預報

1963年8月，我畢業于中國科學技術大學地球物理系，分配到中國科學院地球物理研究所第二研究室。1965年底，我受命參加珠峰科學考察，室領導定的題目是“珠峰氣象考察”，組長是葉篤正和陶詩言老師，組員是我。在離開北京前，我曾經就此考察題目請教過兩位老師。葉師要我把《西藏高原氣象學》這本書帶到珠峰，一邊仔細閱讀，一邊參加考察，看看這本書中還有什么不足之處，再回京研究，發表論文，以補充西藏高原氣象學中之缺陷；陶師則讓我把近五年來的3～5月東亞大氣環流形勢圖帶到珠峰，一邊考察，一邊翻閱這些天氣形勢圖，也許對考察研究有幫助。

1966年2月，我帶著兩位老師推薦的資料來到珠峰北坡大本營絨布寺。與我共同考察此題目的隊友是中國科學院蘭州地球物理研究所的沈志寶。

走上珠峰科學考察與攀登珠峰天氣預報結合道路。一天，中國登山隊氣象組討論珠峰天氣預報，彭光漢組長邀請我和沈志寶列席討論。進登山隊“氣象會商室”后，我一眼就看見帳篷兩壁懸掛的近三天來的逐日東亞環流形勢圖，立刻回憶起在中國科學院地球物理研究所第二研究室的“天氣預報室”。

我們研究室重視天氣預報實踐。室里規定，凡本室研究人員，在進所的前三年必須參加天氣預報實習。實習工作與中國氣象局預報員完全相似，從分析環流形勢圖開始，到當班做一周天氣預報。我當然也不例外。每次當班天氣預報時，室里的前輩，諸如陶詩言、顧震潮、葉篤正、楊鑒初、朱抱真等我國天氣預報權威們都要認真點評。三年的實踐，三年中聆聽的前輩點評，讓我受益匪淺。可以說，那之后我就初步掌握了天氣預報的思路與方法。

在登山隊氣象組預報員發言完畢后，沈志寶先發表了預報意見。

我遵循研究室前輩們的教導，首先認真翻閱近三天來的東亞環流形勢變化過程，再根據副熱帶西風急流的運動特點，提出了未來三天的環流形勢變化以及地面要素預報的最大可能性。

參加登山隊氣象組天氣預報會商完畢后，彭光漢組長單獨找我談話，誠懇邀請我參加登山隊氣象組天氣預報，并任命我為氣象組副組長。

如此重大變化，我不敢做主。經過中國登山隊領導許進與中國科學院考察隊領導冷冰同志交換意見后，決定發電報到我所在的研究室商定。當時，我的老師陶詩言正主持研究室工作，他通過電報回復“同意高登義參加登山隊氣象組天氣預報”。

現在回顧我的科學考察生涯，彭光漢組長是我走向“珠峰氣象考察與攀登珠峰天氣預報結合道路”的伯樂，而陶詩言老師是支持我走這條道路的決定者。他們，都是我應該終生感恩的人。

老師鼓勵督促完成“攀登珠峰的氣象條件和預報”論文。1966年6月，珠峰考察歸來，我首先向葉篤正、陶詩言老師匯報。陶詩言老師要我寫一篇關于“攀登珠峰的氣象條件和預報”的論文，我猶豫，不敢寫。情況明擺著，我國那么多前輩在中國天氣預報方面做出了貢獻，卻沒有一篇有關天氣預報的論文發表，我缺乏寫作參考。不過，既然是老師的要求，我只好認真去寫。論文出來了，陶詩言老師認真幫助修改后，仍然沒有達到他的預期，只好把題目修改為《攀登珠峰的氣象條件》，老師也沒有署名。

1975年春，我與登山隊氣象組同仁非常圓滿地完成了攀登珠峰的天氣預報。陶詩言老師要求我重寫《攀登珠峰的氣象條件和預報》論文。有了多次預報的實踐，加上自己的潛心努力，終于向老師交了完美的考卷,《攀登珠峰的氣象條件和預報》論文在陶詩言老師指導下完成，老師也在此論文署名第一作者。

這篇論文，后來成為世界登山家攀登珠峰的重要參考文獻。美國登山隊通過國家登山隊王富洲把我的這篇論文中的關鍵部分翻譯為英文，以便他們攀登珠峰時參考。

幾十年來，我在攀登喜馬拉雅山脈天氣預報的制作中不斷求真務實地實踐，不斷認真鉆研，逐漸提高了天氣預報水平。1984年春，我身兼觀測員、填圖員、預報員，為中國登山隊攀登南迦巴瓦峰制作了準確的雨季開始時間預報、7天左右的中期天氣預報和1小時以內的臨近預報，被我國登山界譽為“西藏氣象的眼睛”“珠峰天氣預報的諸葛亮”。

天氣預報實踐提供了一些研究珠峰氣象規律的思路。1966年制作珠峰天氣預報期間，幾位老登山隊員告訴我，他們在海拔7千米以上攀登時，有時會遇到風速忽大忽小的巨變。為了保障天氣預報更準確，也為了驗證，我在1975年5月組織登山隊氣象組每天釋放6～8個無線電探空氣球，結果發現，的確存在風速忽大忽小的現象。

產生這種現象的原因是什么？我閱讀了葉篤正老師的《山地背風波動》論文后受到啟發，于1980年春專門組織珠峰背風波動觀測，結果證明，果然是背風波動引起：在珠峰背風波的下沉區為小尺度高壓，伴以大風；在珠峰背風波的上升區為小尺度低壓，伴以小風。

至此，珠峰高海拔區域的風速忽大忽小變化現象不僅得以驗證，而且找到了形成原因。這為熱氣球飄飛和直升機在珠峰地區飛行提供了預報思路。

二

報繼承與傳承科學精神

以葉篤正、陶詩言老師為代表的前輩是我比較接近、也是我國氣象界比較權威的科學家。無論是他們的科學觀念、科研成就，還是他們身上的科學家精神，都是值得一代又一代科技工作者傳承的。我希望通過自己的筆，通過自己的科普活動，去進行這個傳承的實踐。

春夏季珠峰對于大氣的加熱作用。1972年，葉篤正老師恢復工作，立刻組織了久違了的學術報告會。那天，地球物理所三樓的大禮堂座無虛席，北京氣象界好幾百同仁出席了此次學術報告會。我被排在第一個報告，題目是《青藏高原對于大氣環流和天氣系統影響初探》。當我展示副熱帶西風急流在青藏高原上空的急流中心高度比其在南北要低1～2千米的示意圖時，引起了葉篤正老師的興趣。會議完畢，老師立刻請陶詩言老師一起，與我在307辦公室探討原因。老師一邊思考，一邊在我的科學考察筆記本上描繪草圖，提出可能的成因是，青藏高原與它南北氣溫隨緯度變化大于平均狀況，引起熱成風隨高度變化大，表現為副熱帶西風急流中心高度下降。

為了驗證，我于1975年春珠峰考察中，與登山隊氣象組配合，觀測珠峰對于大氣的加熱情況和珠峰南北氣溫隨緯度的變化。結果證明，珠峰觀測站以北的南北向溫度差異高達5～6攝氏度/緯度，遠遠大于氣候平均值（0.8攝氏度/緯度）。葉篤正老師推測副熱帶西風急流中心高度在青藏高原上空下降使南北向溫度差異異常，引起熱成風異常，這是正確的。

葉篤正老師對于我指出的“春夏季引起珠峰南北溫度隨緯度變化極大差異的原因是珠峰對大氣的強烈加熱（400瓦/平方厘米），使得這里的南北向溫度變化高達5～6攝氏度/緯度”這點，非常高興。葉師坦率地對我說：“老師要把學生引進科學研究的大門，但是，進門以后就得靠你們努力了。”在《科學通報》上，葉篤正老師和我聯名發表了《春夏季珠峰在大氣中的加熱作用》論文。

山地氣象學與山地環境氣象學。記得是在1978年10月21日下午，葉篤正老師與我討論關于我的“三定”問題。老師嚴肅地說：“中國科學院注重‘三定’，其中一定就是確定你今后在研究所的研究方向。你現在主要側重山地氣象的觀測研究，今后，你要再去其他不同類型的山地科學考察，像賀蘭山、峨眉山、泰山……在此期間，不僅要看一些中小尺度理論性文章，還要自己做一些這方面的理論工作。在1985年之前，完成一本專著《山地氣象學》，你在中國科學院就能夠站住腳了。”

但是，由于我的科學考察研究任務太多，沒有按時完成老師要求。直到2003年，河南科學技術出版社約我寫一本關于山地氣象研究的專著。機會難得，我立刻與葉篤正老師商討。經過兩三次認真討論，老師同意我的“山地環境氣象學”的建議：不僅僅研究山地對于大氣、大氣環流的影響，而且要加入山地作用與自然環境變化之間的相互影響。為了讓書名更響亮，出版社進一步建議改為《中國山地環境氣象學》，并得到了老師和我的贊同。

這本專著于2005年出版。葉篤正、陶詩言老師親筆為專著寫了序言。

葉篤正老師的序言指出，“本書的創新之處在于開創了研究山地、大氣與自然環境之間相互作用的領域，并取得了一些有意義的成果。在本書的第二篇中，指出了山地對于天氣、氣候和自然環境的重大影響，例如，雅魯藏布江水汽通道作用對于青藏高原東南部天氣、氣候和自然環境的影響，橫斷山脈地區南北走向的山脈和河流分布對于這些地區氣象要素和自然環境帶特殊分布的影響，等等。”

陶詩言老師的序言強調，“在他從事山地環境氣象學研究過程中，我一直支持他承擔國家登山隊的登山天氣預報工作，支持他不斷總結登山天氣預報實踐中的認識，寫成論文。他把氣象學家在大氣環流研究方面的理論與喜馬拉雅山脈地區的局地天氣、氣候特點結合起來，并把他在山地環境氣象學研究中發現的一些山地天氣、氣候規律用于登山天氣預報和短期氣候預測之中，逐漸提高了預報準確率……在1984年春季，他承擔了國家登山隊攀登南迦巴瓦峰的天氣預報工作；在2003年5月，他在電視臺為中國登山隊攀登珠峰作天氣預報。為這兩次登山做出了準確的天氣預報，非常難得。”

科學考察與科普考察。如何把科學前輩的科學精神傳承給我們的下一代？這是我應該思考實踐的問題。為此，從2007年起，中國科學探險協會與北京青少年科技俱樂部活動委員會合作，組織北京高二的優秀學生到北極進行科普考察。其時，我擔任中國科學探險協會主席，王綬琯院士擔任北京青少年科技俱樂部活動委員會主任，雙方商定，由時任北京青少年科技俱樂部委員會秘書長周琳與時任國際青少年科學考察部主任劉麗具體組織實施。

所謂科普考察，是以科學家北極科學考察取得的科學認識為基礎，給高二同學提出實習考察的題目，在科學家指導下，學習野外采樣、室內分析和撰寫科普論文的過程。

2007年夏天，我們組織第一次北極科普考察。首先，我把我國科學家在北極地區科學考察取得的科學成果向這些同學科普，之后，組織大家討論，先確定幾個考察課題，然后由同學們自己選擇課題，組成課題組。例如，北極熊生態環境調查研究，北極植物種類調查研究，北極冰雪、大氣采樣調查，等等。

為了訓練同學們的實踐能力，在野外，我們有相關科學家指導采樣；在室內，我們邀請中國科學院有關研究所的科學家指導分析樣品，指導撰寫科普文章。

我們一次又一次地組織北京高二學生去北極科普考察，在科學老師的指導下，一次又一次地讓學生自己野外采樣，自己在實驗室分析樣品，自己撰寫科普文章，潛移默化地把科學家前輩的科學精神滲透到學生們的心靈之中。

令我們驚喜的是，絕大多數同學的最重要收獲并不是如何考察與撰寫科普文章，而是認識到“自己不是現在家庭里的永遠第一者”，“大自然永遠是自己的老師”。如前所述，這套叢書的重點在于繼承與傳承科學前輩的科學家精神。

為此，這6本叢書，重點放在《登極取義》和《見證北極》兩本。前者著重通過我在地球三極科學考察取得科學成果的過程來詮釋“繼承與傳承科學家前輩科學精神”的關系，后者則通過與北京高二學生去北極科普考察來詮釋“傳承科學前輩的科學家精神”。這一條繼承與傳承科學家精神應該走的道路，愿在今后的實踐中得到檢驗，得到改進。

作者：

高登義 中國科學院大氣物理研究所研究員

來源 / 如何為孩子書寫科學：第六屆、第七屆中國科普作家協會優秀科普作品獎獲獎圖書佳作評介

排版：沈　丹

編輯：林雪琪

審定：李紅林