從信風到季風

1915年1月，未來將要在上海創辦后來舉世聞名的《青年》雜志的陳獨秀還未從東瀛踏上回國之旅，中國現代科學史上歷時最長的一份綜合性科學刊物《科學》雜志，就已經被留美學生組成的中國科學社所創辦。作為中國科學社首批成員的竺可楨自然成了《科學》雜志的主要撰稿人。1916年2月，此時已轉入哈佛大學攻讀氣象學的竺可楨在《科學》雜志上發表了《中國之雨量及風暴說》一文，這是他學術生涯中論及季風的第一篇文章。

《科學》雜志

只不過，在論文中，竺可楨還沒有將之明確稱為季風。

在這篇分析中國降雨量分布多寡原因的文章中，竺可楨認為“信風（monsoon）之強弱”是與“地形之高下”“風暴之路徑”并列的影響中國降雨量的因素。在分析信風與中國季節降水差異時，他說“海風之濕度必高，而自陸至海之風其濕度較低，是故冬信風為冷而干燥，夏信風則溫而幽濕”，這便造就了中國以夏季降水為主的氣候特征。同時，他也認識到濕潤的夏季信風強度從南至北，由沿海至內陸又呈現逐漸遞減的趨勢。所以，竺可楨得出“惟有信風故而中國南方之雨量較北方為多，惟有信風故而各省之雨澤多在夏季”的結論。只是在如何稱呼這一典型氣候現象方面，當時并沒有統一和標準。竺可楨在文內給出了兩種說法“信風者，一季風也”。這可以說是季風概念的首次登場，只不過并沒有與信風真正地區別開來。

1918年，竺可楨從哈佛學成歸國。1920年受聘南京高等師范學校，并開設了地質學、地文學（自然地理學）和氣象學等課程。為了高質量地完成教學任務，竺可楨撰寫了氣象學講義。

當知識要在課堂上講授出來時，概念的明晰化就勢在必行。所以，《氣象學》講義中的第六章《風》這一部分的第三節《風之種類》，竺可楨便將我們現在界定為的信風，即在低空從副熱帶高壓帶吹向赤道低氣壓帶的風明確稱之為信風了。其將因海陸熱力分布不均所產生的風，則稱之為季風。“冬季之風應自大陸而趨海洋，夏季之風則應自海洋而趨大陸，此等風名為季風（monsoon），因其風向視季候為轉易也。”此論清楚明了，季風之名從此使用至今。

名稱雖定，但當時對于季風還缺乏足夠的研究。

1922年，竺可楨在《南京之氣候》的演講中再次提及中國的季風氣候，并對之有了更進一步的認識。他在解釋南京與杭州、天津降雨量多寡和雨期早晚差異問題時，將之歸結為“季風之影響”。季風由南向北的推進過程在這篇文章中被揭示出來，同時文章認為先受東南季風影響的地區雨期更早，反之則晚。

但囿于當時氣象站臺的缺失，氣象數據的匱乏，想要進一步呈現中國氣流的具體運行情況還需時日。

到了1933年得益于各地氣象臺的建立，中國氣流運行的具體情形可以被準確表達出來，我們對于季風的認識也提高到了一個新的水平。當年竺可楨在第五屆太平洋科學會議上宣讀了《中國氣流之運行》一文，這是我國最早關于東亞大氣環流的研究工作。他通過利用民國十七年（1928年）至二十一年（1932年）中國內地五十處，東三省三處和新疆二處觀測點觀察所得的地面風向數據，繪制了1月、4月、7月、9月中國各地最多風向的分布圖，進而分析一年內四個典型月份的東亞氣流運行情況。而且該文從機制上認識到影響我國各季節氣流運行和季風的因子。陸地上的西伯利亞高壓和印度低壓，位于海上的北太平洋高壓和亞羅森低壓（阿留申低壓）在冬夏兩季共同促成了氣流的運動以及季風的出現。這一發現對于季風研究具有重要意義。

僅僅一年后，1934年9月在《地理學報》創刊號上的第一篇論文即是竺可楨的《東南季風與中國之雨量》。此文被氣象學家陶詩言院士認為是“我國有關季風研究的經典著作，為以后的我國季風研究和長期天氣預報研究提供了基礎”。

《地理學報》創刊號目錄

該論文之所以如此成功，除了竺可楨卓越的科學研究能力，其實還有賴于他深厚的古代文學功底。

竺可楨在找尋中國古代對季風認知的文獻記錄時，發掘了蘇軾《舶?風》一詩。其中有“三時已斷黃梅雨，萬里初來舶?風”一句，該句引中有解釋道“吳中梅雨既過，颯然清風彌月，歲歲如此，湖人謂之舶?風”。這里的舶?風就是夏至后的東南季風。順著此線索，竺可楨還發現了古人多有“舶?風，主水退，兼旱”的記載。正所謂“舶?風云起，旱魃深歡喜”。為了解釋這種說法，竺可楨發現隨著時間變化，東南季風的漸次北進現象。當東南季風強勢掃過長江流域，前鋒抵達黃河流域時，雨帶也就隨之來到華北，長江流域開始晴朗起來。這就是為什么東南季風，即舶?風到來后，長江流域天氣變得干燥的原因。

此機制得到揭示后，再從長時段舶?風強弱變化角度觀察，竺可楨發現歷年長江流域的雨量多寡與舶?風的強弱有著密切關系。“東南季風強，則長驅直達華北，……華北雨量豐沛，長江流域干旱。東南季風弱，則一至長江流域，其勢已成強弩之末，……長江流域受雨澤之賜，而華北乃干旱矣”。這個觀點雖然在現在是人所共知的事實，但在90年前乃是一個揭示中國季風氣候特征的創見。

從1916年竺可楨首篇論文談及季風到1934年對中國季風氣候有了系統性的研究，竺可楨的季風研究走過了近二十載歲月。這期間，為了能夠更深入、更方便地探究以季風為代表的中國氣候，竺可楨還做了大量基礎性的工作。

氣象臺與氣象所

沒有自己的氣象臺，中國氣候研究便無從談起。

早在1916年初的那篇《中國之雨量及風暴說》中，竺可楨就談及了建設氣象臺的必要性和重要性。因為氣象分析與研究必須建立在氣象觀測數據的基礎上，否則如空中樓閣，沒有根基。當年的論文中，竺可楨所利用的不同季節季風的風向數據，還是來自外國人在中國海關下設的觀測所。中國當時僅有寥寥數個屬于自己的氣象臺站，并不能滿足研究所需。所以，在文章的結尾，竺可楨便大聲疾呼“政府能遍設氣象臺于全國，加以數十年之看護觀測，然后全國之雨量風暴，始能明了如指掌”。

但當時身處美國還是博士生的竺可楨還沒有機會親自踐行氣象臺的建設。

1921年8月，回歸數年后竺可楨又在《東方雜志》上發表《論我國應多設氣象站》一文，認為當時氣象臺的數量太小，與我國廣闊領土不相匹配，應大力建設氣象臺。“美國面積亞于我國，而有氣象臺二百余，……日本面積僅當我國十七分之一，而氣象臺之數乃多至五十六。反觀我國，則除中央氣象臺外，惟南通張季直先生所設之軍山氣象臺而已。茍以歐美日本為先例，則我國至少須有氣象臺百所。”

臨淵羨魚不如退而結網。1921年竺可楨以東南大學地學系主任的身份，建立了附屬于大學的南京氣象測候站，并親自指導學生參與觀測。從當年秋季起，開始每日不間斷觀測氣壓、溫度、雨量和風力、風向等，并每月定期出版《南京氣象報告》。1922年，竺可楨又參與國家收回青島觀象臺主權的事宜之中，為成功接收青島氣象臺做出了重要貢獻。青島氣象臺成為當時歸屬我國為數不多的設備完備的氣象臺站。1928年，在竺可楨的倡議和交涉下，選取了南京城欽天山北極閣建立綜合性的氣象臺，并于當年10月1日起正式觀測。至1934年竺可楨寫下研究中國季風的重要論文時，在他的領導下已經創辦了上海測候所（1933年1月）、峨眉山測候所（1932年8月）、泰山測候所（1932年8月）和肅州（酒泉）測候所（1934年7月），同時接管了北平測候所（1929年6月）。

南京城欽天山北極閣

當本國研究氣象的學者能夠順利方便地使用上本國氣象臺數據，中國的季風研究才能有長足的進步。

在竺可楨1933年宣讀的《中國氣流之運行》一文中，他便利用了南京1929-1931年和青島1924-1929年測得的逐月風速來展示一年中季風風力的變化特征。在研究季風的重要一文《東南季風與中國之雨量》中，竺可楨同樣利用了1929至1933年間南京測得的夏季不同風向下降水可能性和溫度、濕度的記錄，從而佐證“舶?風主旱”說。北平和上海的風力和雨量數據則幫助竺可楨證明了不同的季風強度下長江流域和北方降水的特征。

此外，培養一批專業的氣象人才，同樣有助于中國氣候研究的開展。

1927年年底，當時國民政府著手籌備建立一所國家級的研究機構，即中央研究院。在中央研究院的組織條例中，將觀象臺作為其中一個子機構予以籌建，竺可楨被聘為觀象臺籌備委員會常務委員。1928年2月，中央研究院院長蔡元培為辦事便利起見，把觀象臺籌備處分為天文研究所和氣象研究所，竺可楨又被任命為氣象研究所主任。11月，氣象所成為中央研究院擬設的十四個研究所之一。竺可楨作為全權負責人，從研究所的選址、進人、采買設備到刊物出版，均事必躬親。氣象研究所作為當時中國氣象科學的最高學術機構，在竺可楨的領導下，開展了一系列氣象科學研究，在取得豐碩研究成果的同時，也培養了一批氣象研究人員。

1928年開始氣象研究所將其直屬的氣象臺觀測記錄和各地測候記錄以《氣象季刊》（1929年后《氣象月刊》）和《氣象年報》的形式編輯出版。而且，氣象研究所在南京還開設了四期氣象學習班，培養了大量氣象學家和氣象管理人員，其中就有呂炯、涂長望、盧鋈、葉篤正、陶詩言和顧震潮等。當中國氣象研究有了一支隊伍后，研究才能獲得更大的進展。

比如，1934年涂長望發表的《中國雨量與世界氣候》一文，搜集了中國各地夏季降雨量數據，并將之與世界各地氣候進行比較，發現其中的相關關系。其中，得出了華北沿海區域的夏季降雨量與長江三角洲夏季降雨量之間存在反相關關系的結論。此結論為竺可楨論證東南季風強弱與中國南北方旱澇關系提供了重要的佐證與支持。

季風的中國影響

現實的極端旱澇是氣象研究者研究氣象問題最直接的出發點，解釋極端旱澇發生的原因就成為氣象工作者的重要使命和任務。

1926年入春以來長江、黃河下游，東北沿海一帶降雨稀少，上海1至5月降雨量只有往年平均的百分之六十一。面對旱情，當時各省紛紛倡導祈雨和禁屠之法，以求甘霖。竺可楨自然反對這種愚民且迷信的做法。

只有科學的宣傳才是回擊封建迷信的良方。

所以，在當年7月竺可楨在《東方雜志》上發表《論祈雨禁屠與旱災》，向大眾科普我國旱澇災害異常頻繁的原因。其中，他談到東亞各國處于季風帶內，是造成每年雨量多寡懸殊的重要原因。在季風的影響下，因為季風強弱變化的不定，中國雨量之變率極大，而且，越往內地變率愈大。可以說，季風對中國旱澇影響之顯著，以及1920至1930年代中國頻繁爆發的極端旱澇災害，均讓竺可楨感到對季風的研究和科普異常重要。

幾年后的1931年夏季，全國各地水澇成災，尤其以長江流域為甚。面對幾十年未有之大洪水，《時事月報》特邀竺可楨和劉治華撰文解釋。僅僅三年之后的1934年夏季，長江流域又因梅雨結束得異常偏早，產生了嚴重的旱情。短短三年間，長江流域接連出現的極端旱澇災害，成為了當時中國氣象研究上最為迫切的中心問題。為此，竺可楨寫下了《長江流域三十年未有之大雨量及其影響》和《民國二十三年夏季長江下游干旱之原因》兩篇論文予以解釋。

這兩年長江流域的極端旱澇均與梅雨的異常有關。在竺可楨看來“黃梅天之所以成，可以‘季風之影響’五字釋之”。將季風如何影響中國降雨解釋明了，就能夠回答長江流域旱澇發生的原因。每年夏季“寒冷之西北風與溫暖而潮濕之東南風相遇”便會產生降雨，又“以西北風漸向后退縮，東南風漸向前趨進時，其降雨期遂生出遲早之不同”。1931年夏季長江流域之所以會有如此大澇，原因既在于當年冷風異常強盛，迫使溫暖濕潤的東南風無法順利北上，造成梅雨長期盤踞在長江下游所致。

為了解釋1934年長江流域夏季主旱的特殊情況，竺可楨又從中國古籍里尋找歷史上相似的情境。在此過程中，徐光啟《農政全書》里“舶?風云起，旱魃深歡喜”的記載引起了竺可楨的注意，通過解釋這句話，竺可楨發現了季風強弱與長江流域旱澇之間的關系。1934年的夏季，東南季風勢力偏強，較之往年早半個月降臨，將盤踞在長江下游的梅雨天氣一掃而空。原本要延續到七月初的梅雨提前半個月結束，從而造成了當年長江下游異常干旱。

可以說，為了解釋1930年代初長江流域的極端旱澇事件，才有了竺可楨于1934年秋季寫就的《東南季風與中國之雨量》一文。

從季風之名的確定到對季風認識與研究的不斷加深，以竺可楨為代表的氣象學人作出了卓越的貢獻。季風的研究并不能脫離時代與現實。中國氣象事業的發展為季風研究提供了前提與基礎，現實的極端旱澇災害則又鞭策學者不斷加深對季風的研究。正是因為擁有一批批志愿中國氣象事業且心懷百姓疾苦的學者，才有了季風研究的進步。