瑞典成長(zhǎng)
1919-1920年他進(jìn)入著名的卑爾根氣象學(xué)校,加入了由皮葉克尼斯率領(lǐng)的氣旋理論研究和天氣預(yù)報(bào)團(tuán)隊(duì)。年輕的羅斯貝親歷了極地鋒理論和氣團(tuán)學(xué)說(shuō)激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn),并作為團(tuán)隊(duì)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(lán)色代表,而不是當(dāng)時(shí)使用的相反方案。這時(shí)他也預(yù)感到自己的興趣和長(zhǎng)處在理論方面,大學(xué)里學(xué)習(xí)的物理和數(shù)學(xué)知識(shí)在氣象領(lǐng)域不是沒(méi)有用處,而是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。1921年他又隨皮葉克尼斯去德國(guó)萊比錫大學(xué)學(xué)習(xí)一年,1921年他又回到斯德哥爾摩大學(xué),并在瑞典氣象水文局謀得一個(gè)職位。在那里他參與高空氣球觀測(cè)網(wǎng)的建立,與另外4名預(yù)報(bào)員一起每天3次進(jìn)行天氣圖分析并作出全國(guó)天氣預(yù)報(bào)。其中有兩年的夏天,他還隨船出海提供天氣預(yù)報(bào)。他參與了在揚(yáng)馬延島 (位于格陵蘭島和冰島之間)、環(huán)不列顛群島、 葡萄牙以及馬德拉群島的海洋科學(xué)考察活動(dòng)。同時(shí),他還在斯德哥爾摩大學(xué)繼續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)物理,并在1925年取得學(xué)位。
美國(guó)揚(yáng)名
羅斯貝教授
1926年是羅斯貝學(xué)術(shù)生涯的一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這一年他獲得了一個(gè)基金會(huì)的資助,前往位于華盛頓的美國(guó)天氣局,繼續(xù)做氣象科學(xué)研究。他1926和1927年在美國(guó)著名的《每月天氣評(píng)論》雜志上發(fā)表了關(guān)于大氣湍流和對(duì)流方面的論文,反映了他在來(lái)美之前的研究工作中對(duì)大氣摩擦層的具有遠(yuǎn)見(jiàn)的洞察。
這一時(shí)期由于美國(guó)對(duì)北歐天氣預(yù)報(bào)新進(jìn)展普遍持否定和麻木的態(tài)度,羅斯貝只好在氣象局尚未介入的航空氣象預(yù)報(bào)中另辟蹊徑。他在加洲建立了美國(guó)第一個(gè)航空氣象服務(wù)試驗(yàn)系統(tǒng)。1928年,他在麻省理工學(xué)院組織了美國(guó)第一個(gè)大學(xué)水平的氣象研究項(xiàng)目,同時(shí)創(chuàng)立了美國(guó)第一個(gè)現(xiàn)代氣象學(xué)意義上的大學(xué)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(xué)院工作了11年,前3年他致力于氣團(tuán)熱力學(xué)研究,首先發(fā)現(xiàn)大氣熱力學(xué)中一些物理量具有守恒性質(zhì)。他最早提出利用位勢(shì)溫度和比濕等物理量定義氣團(tuán),追蹤氣團(tuán)的運(yùn)動(dòng),進(jìn)而對(duì)鋒面和氣旋等天氣現(xiàn)象進(jìn)行更為量化的診斷和描述。這些大氣中具有守恒性質(zhì)的準(zhǔn)物質(zhì)面還被作為空間坐標(biāo)的代替量應(yīng)用于數(shù)值預(yù)報(bào)模式。羅斯貝還專注于大氣和海洋中的湍流研究,第一次在氣象學(xué)中引入了混合長(zhǎng)、粗糙度參數(shù)、卡曼常數(shù)等概念,并將這些概念擴(kuò)展到海洋。
1939年他離開(kāi)麻省理工學(xué)院,再次加入美國(guó)天氣局,成為該局主管研究工作的主任助理。1940年,他應(yīng)邀擔(dān)任芝加哥大學(xué)氣象系主任。在此期間,他將自己的研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)向和短期天氣預(yù)報(bào)關(guān)系更為密切的大尺度大氣運(yùn)動(dòng)和大氣環(huán)流理論并取得了最重要的學(xué)術(shù)成就。提出了著名的大氣長(zhǎng)波理論。他引入的大氣渦度和動(dòng)量的概念成為今天每一位氣象學(xué)者都耳熟能詳?shù)幕靖拍睢?/p>
二次大戰(zhàn)爆發(fā)期間,羅斯貝在芝加哥大學(xué)積極組織和參與了對(duì)軍事氣象人員的培訓(xùn),同時(shí)繼續(xù)研究他創(chuàng)建的大氣長(zhǎng)波理論。戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后,他招募了一大批優(yōu)秀學(xué)者加入到氣象研究中,為將要開(kāi)展的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)積極進(jìn)行氣象基本理論上的準(zhǔn)備。1946年8月,羅斯貝協(xié)助馮·諾依曼在普林斯頓大學(xué)召開(kāi)了第一次討論數(shù)值預(yù)報(bào)的會(huì)議。在這次會(huì)議上,羅斯貝極力推薦當(dāng)時(shí)在加州大學(xué)剛剛獲得氣象博士學(xué)位的查尼參加首次數(shù)值天氣預(yù)報(bào)試驗(yàn),后者最終成為首次成功的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的完成者之一,生動(dòng)地顯示了羅斯貝的發(fā)現(xiàn)和調(diào)動(dòng)人才的學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者的能力。查尼和羅斯貝兩位學(xué)術(shù)大師就一直保持他們?cè)絹?lái)越深入的學(xué)術(shù)交流和個(gè)人友誼,也成為氣象學(xué)界的美談。
返回祖國(guó)
氣象學(xué)
為了響應(yīng)故鄉(xiāng)的召喚,當(dāng)時(shí)已經(jīng)加入美國(guó)國(guó)籍的羅斯貝毅然返回瑞典。1947年當(dāng)他回到斯德哥爾摩后,立即作手為母校組建了一個(gè)新的部門(mén),斯德哥爾摩大學(xué)氣象研究所,并擔(dān)任所長(zhǎng)。這個(gè)氣象研究所具有很強(qiáng)的國(guó)際背景,她受瑞典、美國(guó)以及象聯(lián)合國(guó)教科文組織,國(guó)際大地測(cè)量學(xué)和地球物理學(xué)聯(lián)合會(huì)等許多國(guó)際機(jī)構(gòu)的資助。來(lái)自世界各地的學(xué)生追隨大師來(lái)到這里學(xué)習(xí)氣象科學(xué)。由他主持的國(guó)際研討會(huì)也名聞遐邇。與此同時(shí),他還分出一部分時(shí)間,繼續(xù)指導(dǎo)芝加哥大學(xué)的氣象研究工作。 在斯德哥爾摩,羅斯貝的主要工作是為預(yù)報(bào)歐洲天氣建立數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)。此外,他還創(chuàng)辦了著名的地球物理學(xué)術(shù)期刊<<大地>>(Tellus)。雖然這份雜志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(xué)雜志。他這時(shí)已經(jīng)敏銳地感覺(jué)到,氣象科學(xué)要獲得更大的突破要有更廣的視角和在多學(xué)科的框架之下才有可能。在這一點(diǎn)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后,立刻計(jì)算出全球每年氮的沉降量達(dá)到5000噸。他致信論文的作者,提出這些氮來(lái)自何處,氮沉降的自然生物過(guò)程對(duì)森林、農(nóng)業(yè)的作用,以及人類的氮排放的重要性如何等問(wèn)題。他還在一次學(xué)術(shù)會(huì)議上,將“大氣中的氮循環(huán)”列作與“天氣預(yù)報(bào)”和“云物理”并列的第三議題,從而將空氣污染問(wèn)題引入了氣象學(xué)研究。羅斯貝也將自己的研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)向包括了大氣化學(xué)的生物地球化學(xué)這一當(dāng)時(shí)還沒(méi)有多少內(nèi)容的新學(xué)科
學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)
羅斯貝的研究興趣非常廣泛,在上世紀(jì)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(diǎn)集中在海洋學(xué)和氣象學(xué)的邊界層理論。30年代末期,他對(duì)大尺度環(huán)流的研究導(dǎo)致了大氣長(zhǎng)波理論的誕生。在此期間的代表作有1939年發(fā)表在<<海洋研究雜志>> 上的<<緯向環(huán)流強(qiáng)度變化之間的關(guān)系>>和1940年發(fā)表在英國(guó)<<皇家氣象學(xué)會(huì)季刊>>上的 <<行星流型>>。這是世界氣象發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑。早期使用電子計(jì)算機(jī)制作的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是通過(guò)對(duì)正壓方程進(jìn)行數(shù)值積分求解實(shí)現(xiàn)的。大氣的長(zhǎng)波理論為求解正壓方程奠定了重要基礎(chǔ)。因此,羅斯貝對(duì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的發(fā)展也做出了重要貢獻(xiàn)。從1954 年起,羅斯貝的研究興趣又轉(zhuǎn)移到大氣化學(xué)和海洋深層環(huán)流過(guò)程。1955年他在 <<大地>> 上發(fā)表了<<論化學(xué)氣候及其隨大氣環(huán)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(xué)家的永遠(yuǎn)創(chuàng)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(xué)概念一樣,會(huì)長(zhǎng)時(shí)間留在人們的心中。