“风云人物”伍荣生
温州学人对话录
2007-01-04 
 

  学界认可“四力平衡”

  根据气象学上说,从地面到距地面大约一公里左右之间的大气称之为大气边界层,人类的活动主要集中在这一层,它对天气和气候变化有着十分重要的影响,同时是由于地表起伏与湍流等因素的影响,使得这个层面里的气流运动非常复杂。

  1905年,奥地利气象学家Ekman提出了边界层内气流运动的三力平衡模型:摩擦力+折向力+气压力=0,首次得到了边界层风速分布的解析解,通常称Ekman气流。由于它能较好地描述边界层风速随高度变化的规律,被学术界奉为权威,在以后近80年的时间内一直被沿用。然而随着现代科学技术的发展、观测资料的增多,人们在实践中发现Ekman的理论往往与实际结果不完全一致。

  1982年,南京大学大气系一位教授经过多年的研究提出了一个新的“四力平衡”的边界层动力学模型:惯性力+摩擦力+折向力+气压力=0,被世界许多气象科学家所认可。

  这位提出“四力平衡”理论的教授叫伍荣生,是我们温州人。他与风云打了一辈子的交道,被人笑称为“风云人物”。

  伍荣生先生的办公室在南京大学蒙民伟大厦的23层。这幢27层高的大厦是香港著名实业家蒙民伟先生于1997年捐资兴建的,也是南京大学校园里最高最新的建筑。伍先生的办公室十分宽畅,南面、东面都是大开面的玻璃窗,凭窗远眺,南京鼓楼一带风光尽收眼底。室内有一排书橱和沙发,宽大的办公桌上电脑也是大屏幕的。伍先生也很满意这里的工作环境。

  伍先生的乡情很浓烈,他知故乡来人,显得特别的高兴,硕大的办公室里洋溢着醉人的乡音。

  院士对家乡的牵挂

  金:我们家乡地处东南沿海,常年都要受到台风的影响。去年10号台风“桑美”在苍南马站登陆造成很大的损失。您是研究气象学的专家,您的“四力平衡”理论得到世界许多气象科学家的认可,这个理论在我们平时的天气预报或者对灾害性的预报上是如何体现的?

  伍:我知道家乡去年遭受“桑美”台风的袭击,损失巨大,心中很是不安。为什么会有台风,什么地方有大雨,哪里将会干旱或水灾等等,都是气象工作者所关注的,也是与每个老百姓生活息息相关的。我的专业虽然与天气有关,当年在大学读的也是气象学专业,可是研究的“四力平衡”理论与天气预报没有直接的关系,这像有的医生不是直接看病开药方的,而是专门研究病理的一样。譬如,空气给人的感觉是风,空气向上运动多少,水平方向运动是多少,都是为天气预报提供理论数据的。再譬如,长江流域每年都有梅雨,什么时候下,下在什么地方,都是有规律的,也是我要研究的方向。

  金:听说您报考南京大学时的专业不是气象专业而是航空,是这样吗?

  伍:我年轻时受“航空救国”思想的影响,特别是抗战时期,看到日本侵略者飞机的狂轰滥炸,巴不得我也驾着飞机向侵略者开火。因此在瑞安中学读书时,有着一个美丽的梦想——驾驶飞机飞上蓝天,保卫祖国。想不到的是考大学时,被南京大学气象系录取了,当时考上南大也是很不容易的,于是我很快爱上了气象专业。

  那时学校实验室条件比较差。最初时,好多数据都是在算盘珠子上拨出来的,后来有了“手摇计算机”,速度仍然比较慢。真正拥有一台计算机时,已经年过花甲,现在我们的计算机系统是比较先进的。

  真理往往是简单的

  金:您在研究中是如何发现“四力平衡”理论的,曾经受到什么启发,其中有故事吗?

  伍:奥地利气象学家Ekman1905年提出的边界层内气流运动中的摩擦力、折向力、气压力三力平衡模型,被学术界奉为权威,一直沿用了几十年。后来我在研究中发现,在原有的模型中,没有考虑到惯性的作用,而该作用对于大气中的中小尺度运动来说是不能忽略的。还要添加一个“惯性力”。如何解释这个问题,其中最大的难题就是解决非线性的问题。如果用传统的数学方法来解,仍非常困难。我在计算上进行合理简化,而这一灵感是受到英国学者Oung1972年的一个有关数学与物理现象的解释,首次完整地处理了惯性力的作用,并求得了边界层风速的解析解。因此,1982年我提出了“四力平衡”理论,现在这一理论被国内外学者广泛引用与述评。其实,道理也是简单的,只是发现过程是漫长的。

  金:对对,真理看似很简单,但寻觅真理要攀越好多座山峰。您的“四力平衡”理论仅仅是添加了一个“力”,却不知花费了您多少的心血,熬白了头发。我在采访天然气专家戴金星院士时,也有同样的感触。

  伍:是啊。科学研究并非凭空想象出来的,而是站在前人肩膀上的再创造再发现。科学也需要继承发展。我的“四力平衡”理论是这样,如今我的博士生也是在我的理论基础上,在我的指导下又有了新的发现。

  金:您是瑞安人,我从您的言谈中看出您的家乡情节是很深的,您现在还时常到瑞安走走看看吗?

  伍:其实我并不出生在瑞安,父亲伍敏行曾在浙江大学教化学,抗战期间为避战乱回到老家,并在郑楼师范学校教书,6岁时我随父母回到了老家。我在平阳昆阳镇小读小学,初中一年级在平阳中学,初二时转到瑞安中学,一直读到高中毕业。家乡的学校、家乡的老师、家乡的同学给了我美好的回忆。所以一想起家乡是那么的美好。几年前,我的同学找到了我们初中毕业时的留言:“忠诚与勤勉为你永远的伴侣”,真叫人感动。2006年,瑞安中学举行110周年庆典活动。我到韩国参加学术会议了,未能回去,留下了小小的遗憾。我已经五六年没有回瑞安了,还真有点想念啊。就是在温州大学正式挂牌时,我去了,也没有时间回瑞安。我确实思念着家乡的一草一木。

  寄语温州大学师生

  金:几年前,几位温州籍中科院院士倡议创办了温州大学,您也是其中的一位 ,如今温州大学正式挂牌了,您对温州大学的学生有话要说吗?

  伍:温州大学正式挂牌,我十分高兴。我觉得,温州大学的名字就很好。这样温州的学子可以在家乡上大学了。记得我们读大学时,不要说家乡没有大学,就是上学的路也是漫长的,先坐2天的蚱蜢船儿到丽水,再坐汽车到金华,从金华转乘火车到南京。那时求学是多么的不容易。所以,温大师生要珍惜来之不易的学习环境。我希望温大学生要为人诚实,要有团队精神,要善于取长补短,要与人为善。同时,也希望要加大对温州大学的投入,把温州大学办成拥有现代学术意识、具有现代教学设备、富有办学特色的大学。温州有许多好的中学,有高素质的生源,这对大学来说也是很重要的。我相信,只要用心办学,办出特色来,温州大学肯定能为温州的地方建设做出贡献。

  院士的人生真谛

  金:几十年来,您一直从事学术研究。您如何看待名利金钱?您是如何做学问、做人的?

  伍:名利是追不到的,你不要的时候,它自然会来的,关键是你为此付出了多少。我以前从来没有想过为国家做多大的贡献,只是踏踏实实地干一些具体工作,积累多了,自然也就取代一些成绩,勤勤恳恳,任劳任怨地搞学术研究,自己就有这个乐趣。

  在科研上提出新观点,只要对社会有作用就行了,并不为了得到多少利益才去做的,即便没有利也要去做。一个人的生活追求,应该像大千世界中的天气现象一样,无论如何变化,都是有规律的,始终要保持一颗平常心。一个人要身心愉悦,对社会有所贡献,应该做到“五然”:处人蔼然、自处超然、得意淡然、失意泰然、无事悠然。

  金:据我所知,瑞安的黄家(黄体芳)、孙家(孙诒让)等都是对地方文化做出重大贡献的家族。伍家在瑞安也是一个很有名望的家族,而且出了好几位学有所成的专家,特别是伍献文先生。

  伍:对这个家族的印象也不怎么深刻了,仅知道我们祖上在瑞安屿头。记得我的堂叔父伍献文是中国科学院院士,研究鱼类,在武汉工作,我们对他很尊敬。他的儿子伍霖生是著名画家,现在南京。其实伍家与孙家还有联姻关系,南京大学天体力学专家、中科院院士孙义燧是我的表兄弟。

  金:说说您的家庭好吗?

  伍:我的家可以说是“南大之家”,家庭中的成员都与南大有关系。我从南大毕业一直在南大工作,老伴冯蕊英南大毕业,也在南大气象系工作,现已退休。儿子伍瑞新在南大获得博士学位,现是南大电子工程系教授、博导。媳妇王铁海也是南大毕业后在南大工作的。我们全家与南大结下了不解之缘。

  我觉得,家庭环境很重要,跟我们交往的都是一些搞学术的人,平时谈论的都是一些学术问题,孩子听着听着,也起到熏陶和潜移默化的作用,言传身教的作用比什么都管用。所以说,社会环境也很重要,有人说棍棒之下出孝子,我认为不可取。如果一个家庭很粗鲁,整天谈论吃喝玩乐,孩子听惯了,就不会有好结果。

  伍荣生,1934年1月出生。1950年从瑞安中学考取南京大学气象系,毕业后留校任教至今。长期以来,他从事大气动力学、边界层动力学、锋面等领域的教学科研工作,在大气动力理论方面做出了系统而有一定创新性的研究成果,特别对边界层动力学与锋生理论的发展做出了重要贡献。在大气波动动力学中,弄清了大地形对波动移动与不稳定的作用,从理论上解释了气象观测中的某些实际现象。在非线性波动共振的研究中,最早提出共振周期与大气中的中期天气过程有相应关系。在边界层动力学研究中,建立了“四力平衡”条件下的边界层动力学模型,提出了Ekman动量近似概念,并在此基础上研究了地形、摩擦与锋生等的相互关系,提出了许多新的观点。进一步发展了地转适应与锋生理论,该研究结果已被实际工作和数值模拟试验所证实。

  1999年伍荣生当选为中国科学院院士,曾任25届中国气象学会理事长等职。现为南京大学大气科学系教授、博士生导师,曾任国家中尺度灾害性天气实验室主任、国务院学位委员会第二、三、四届学科评议组成员,国际地球物理与大地测量联合会中国委员会委员。他发表学术论文130余篇,出版专著4部。