馮士筰院士和他的物理海洋研究

????馮士筰院士每每說起自己如何走上物理海洋研究之路時，總是認真地說這就叫緣分。原本想從事火箭、導(dǎo)彈研究的他，現(xiàn)在卻成了國際知名的物 理海洋學(xué)家和環(huán)境海洋學(xué)家，成了國務(wù)院學(xué)位委員會海洋評議組組長、教育部海洋科學(xué)工程教學(xué)指導(dǎo)委員會主委。馮老開玩笑說這叫歪打正著。

????出生于天津一個書香世家的馮士筰，從小就刻苦好學(xué)。清華讀書時，就是出了名的“苦行僧”。工作后，馮士筰看到了自己與新方向間的差距還

????1970年，在周恩來總理的過問下，我國風暴潮研究起步了。馮士筰從牛棚里被解放了出來，接受了這一極有挑戰(zhàn)性的課題。

????風暴潮是發(fā)生在海洋沿岸的一種嚴重自然災(zāi)害，這種災(zāi)害主要是由強風和氣壓驟變（高潮水位）共同引起的海面異常升高現(xiàn)象。強烈的海風和低氣壓產(chǎn)生了洶涌的海濤。風暴潮產(chǎn)生的潮流和巨浪相結(jié)合，不僅可以迅速席卷內(nèi)陸地區(qū)，摧毀建筑、淹沒農(nóng)田、切斷人們逃生路線，而且會顛覆狹窄港口中的船只，甚至會造成巨大的洪災(zāi)。我國是風暴潮高發(fā)國家之一，從歷史資料看，幾乎每隔三四年就會發(fā)生一次特大的風暴潮災(zāi)。1956年8月1日 2日，臺風風暴潮在浙江象山登陸，給整個浙江東部、上海造成了巨大的損失，共死亡4629人，受傷2萬余人。到了20世紀60年代，僅渤海就發(fā)生了三次特大風暴潮災(zāi)害。

????世界主要海洋國家早在20世紀二三十年代，就已經(jīng)開始了風暴潮的預(yù)報研究工作。而我國直到20世紀70年代初還對風暴潮理論和我國風暴潮的實際狀況幾乎一無所知，風暴潮研究在我國基本處于空白狀態(tài)。

????為了獲得風暴潮的第一手資料，1970年，馮士筰等人環(huán)繞渤海灣進行了兩次實地考察，足跡遍及渤海周圍數(shù)省的40多個縣市，行程4000多公里。他們向漁民、農(nóng)民和鹽民了解風暴潮的一般常識；走訪當?shù)卣?、查閱當?shù)乜h志，尋找有關(guān)記載；他們還反復(fù)到水利部門和驗潮站搜集有關(guān)數(shù)據(jù)。馮士筰終于獲得了國內(nèi)第一批關(guān)于風暴潮災(zāi)害的珍貴資料。

????研究中馮士筰發(fā)現(xiàn)：在南方風暴潮多有強臺風引起；而在北方，寒潮也能在渤海掀起風暴潮。雖同為風暴潮，但二者的動力源和引發(fā)機制并不盡相同。馮士筰的這一發(fā)現(xiàn)，不僅具有深遠的理論研究意義，而且具有相當?shù)膽?yīng)用價值。1975年，馮士筰及其合作者一連發(fā)表了數(shù)篇論文，系統(tǒng)論述了風暴潮的概念、理論和數(shù)值預(yù)報的力學(xué)模型，建立了獨特的超淺海風暴潮理論。1982年，該成果榮獲了國家自然科學(xué)獎三等獎。同年，馮士筰將自己多年的研究成果撰寫成《風暴潮導(dǎo)論》一書，這是國內(nèi)外第一部關(guān)于風暴潮的理論專著。

????此后，馮士筰又先后主持了國家“七五”攻關(guān)項目“風暴潮數(shù)值預(yù)報研究”和國家“八五”攻關(guān)項目“風暴潮客觀分析、四維同化和數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品的研究”。這兩次攻關(guān)，不僅使我國風暴潮研究進入世界領(lǐng)先行列，而且使得馮士筰成為蜚聲國際海洋科學(xué)界的物理海洋學(xué)家。

????1983年，馮士筰作為高級訪問學(xué)者，飛抵美國舊金山，同美國相關(guān)單位進行為期一年的合作。這次合作又使他的科學(xué)研究進入了一個新的領(lǐng)域：拉格朗日余流及長期物質(zhì)輸運。

????“拉格朗日余流”是當時學(xué)界最有爭議的前沿課題之一。他們在前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出了一種拉格朗日余流和長期物質(zhì)輸運的理論模型，導(dǎo)出了一個全新的長期物質(zhì)輸運方程。回國后，馮士筰在對該問題深入研究的基礎(chǔ)上，開始了從根本上改造近?；蚝涌诃h(huán)流傳統(tǒng)理論的研究工作。此后十年，他建立了以拉氏時均速度的最低階近似——物質(zhì)輸運速度來體現(xiàn)淺海環(huán)流速度基本場的新理論框架，導(dǎo)出了淺海潮生——風生——熱鹽環(huán)流基本方程組，建立了一種新型的長期的輸運方程。他的研究成果很快應(yīng)用于實踐。M.Dortch等人將其系統(tǒng)成功地用于美國Chesapeake灣時均濃度場的模擬和長期預(yù)測；Carl Cerco將拉氏余流用于Chesapeake灣的富營養(yǎng)化模擬和灣內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)對營養(yǎng)鹽負載的響應(yīng)機制研究，取得了滿意效果。此理論在中國陸架海環(huán)流研究中起到了指導(dǎo)作用。

????這一研究成果，為近海污染物理自凈、懸浮質(zhì)輸運、海洋環(huán)境預(yù)測和近海生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)等諸多方面，提供了海洋環(huán)境流體力學(xué)基礎(chǔ)。其研究成果中的弱非線性理論榮獲第四屆國家自然科學(xué)三等獎和1988年國家教委科技進步一等獎。中國海洋大學(xué)與德國漢堡大學(xué)運用此成果進行了渤海生態(tài)系統(tǒng)分析與模型合作研究，在物理海洋、浮游生物、生物地球化學(xué)等各學(xué)科及其交叉研究方面均取得實質(zhì)性成果。這對于促進我國剛剛起步的生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)研究將起很大的推動作用。

????碩果累累的馮士筰，1997年當選為中國科學(xué)院院士。那年馮士筰正好花甲之年，他為自己又確定了海洋環(huán)保的新方向。

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