毛節(jié)泰（左一）在一處觀測(cè)試驗(yàn)場(chǎng)與同行交流。 受訪者供圖
毛節(jié)泰參加南極科考時(shí)使用的太陽(yáng)光譜儀。 毛節(jié)泰攝
人物小傳
毛節(jié)泰，1939年5月生，浙江奉化人，北京大學(xué)大氣與海洋科學(xué)系教授，大氣物理學(xué)家。長(zhǎng)期從事云物理與人工影響天氣、大氣輻射和大氣遙感等研究與教學(xué)工作，在氣溶膠和痕量氣體遙感儀器研發(fā)與觀測(cè)、GPS測(cè)量水汽、大氣水循環(huán)與云水資源概念建立、風(fēng)云衛(wèi)星在人工影響天氣業(yè)務(wù)中的應(yīng)用等方面做出了一系列開創(chuàng)性工作。曾任中國(guó)氣象學(xué)會(huì)大氣物理與人工影響天氣委員會(huì)主任、全國(guó)人工影響天氣科技咨詢?cè)u(píng)議委員會(huì)主任委員，獲得中國(guó)氣象服務(wù)協(xié)會(huì)2024年度科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)風(fēng)云成就獎(jiǎng)。
開展氣象觀測(cè)
“做研究需要慢慢積累，急不得”
“雖然獲了獎(jiǎng)，但我依然不能停歇，對(duì)科學(xué)的探索是永無(wú)止境的?！闭f(shuō)這話的是毛節(jié)泰，今年86歲，頭發(fā)花白，說(shuō)話底氣卻非常足，身板硬朗。前段時(shí)間，中國(guó)氣象服務(wù)協(xié)會(huì)將2024年度科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)風(fēng)云成就獎(jiǎng)?lì)C給了這位大氣物理學(xué)家。他長(zhǎng)期專注于人工影響天氣研究，“一回首，干氣象已經(jīng)將近70年了……”毛節(jié)泰感慨道。
毛節(jié)泰的科研生涯中，有兩件事讓他難以忘懷。
一件是在廬山看云霧。
江西廬山，位于長(zhǎng)江南岸，山峰眾多，云霧繚繞。上世紀(jì)50年代，中央氣象局（中國(guó)氣象局前身）成立廬山云霧降水試驗(yàn)觀測(cè)小組，在廬山開展人工降水試驗(yàn)。作為北京大學(xué)氣象專業(yè)的學(xué)生，1961年暑假，毛節(jié)泰來(lái)到廬山實(shí)習(xí)?！皩?shí)習(xí)的同學(xué)被分為兩撥，一撥在山上做云雨微物理的觀測(cè)，一撥在山下做積云的宏觀觀測(cè)。我是在山下開展云的宏觀觀測(cè)?！泵?jié)泰說(shuō)。
東亞季風(fēng)的移動(dòng)和變化，影響著我國(guó)的天氣和氣候?！皬]山的地理位置有利于觀測(cè)東亞季風(fēng)區(qū)的云和降水的宏微觀結(jié)構(gòu)，幫助我們研究自然云霧降水過(guò)程的內(nèi)在機(jī)制。”毛節(jié)泰說(shuō)，氣象觀測(cè)，是人工影響天氣的第一步；廬山的這次經(jīng)歷，則是他開展觀測(cè)研究的重要起點(diǎn)。此后，他自制儀器、開發(fā)軟件、研究算法，還經(jīng)常向國(guó)內(nèi)外同行討教，反復(fù)開展觀測(cè)、試驗(yàn)……
上世紀(jì)90年代，毛節(jié)泰開始用全球定位系統(tǒng)（GPS）信號(hào)反演大氣柱水汽總量，指導(dǎo)我國(guó)GPS測(cè)量水汽試驗(yàn)，推動(dòng)我國(guó)GPS水汽監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)網(wǎng)的建立；針對(duì)早期極軌氣象衛(wèi)星短波通道少，遙感陸面上方氣溶膠光學(xué)厚度算法的局限性，他提出利用靜止衛(wèi)星單通道湖面的觀測(cè)資料反演全國(guó)氣溶膠光學(xué)厚度的方法，推動(dòng)了我國(guó)大氣氣溶膠遙感技術(shù)發(fā)展……這些開拓性工作，為我國(guó)氣象監(jiān)測(cè)與人工影響天氣業(yè)務(wù)的開展作出了貢獻(xiàn)。
另一件是在威寧測(cè)冰雹。
毛節(jié)泰說(shuō)：“在廬山，幾乎每天都有云，隨時(shí)能觀測(cè)云的變化，適合開展人工增雨試驗(yàn)。在威寧，每年發(fā)生冰雹的次數(shù)較多，適合觀測(cè)冰雹，開展消雹試驗(yàn)?！苯┠?，我國(guó)開始建設(shè)江西廬山云霧基地、貴州威寧防雹基地。毛節(jié)泰作為全國(guó)人工影響天氣科技咨詢?cè)u(píng)議委員會(huì)成員，指導(dǎo)工程醞釀、建設(shè)、試驗(yàn)的全流程。
建設(shè)試驗(yàn)場(chǎng)，需要進(jìn)行觀測(cè)選址、建造工程、配置儀器、開發(fā)配套軟件、制定試驗(yàn)規(guī)范等。雷達(dá)站建在山區(qū)，需要修路、通電、通水，設(shè)備要自動(dòng)化，還要安排人員值班觀測(cè)。整個(gè)工程建設(shè)起碼要3年以上的時(shí)間。為了建設(shè)這兩個(gè)基地，毛節(jié)泰多次前往當(dāng)?shù)?，一待就是好多天?/p>
“經(jīng)常有技術(shù)問(wèn)題需要解決。比如在威寧，觀測(cè)冰雹需要幾部雷達(dá)數(shù)據(jù)配合，但每部雷達(dá)都有自己的軟件，如何讓這些軟件配合起來(lái)，這方面需要進(jìn)一步研究。”毛節(jié)泰說(shuō)，“另外，做研究需要慢慢積累，急不得，待數(shù)據(jù)量足夠后再進(jìn)行歸納分析?！?/p>
如今，兩個(gè)基地已經(jīng)建起，并順利開展起業(yè)務(wù)，有力推動(dòng)了我國(guó)人工防雹、消霧等技術(shù)的發(fā)展。
鉆研人工影響天氣技術(shù)
“面對(duì)疑問(wèn)，可以用定量的方法在實(shí)驗(yàn)室中觀測(cè)和檢驗(yàn)”
人工影響天氣作業(yè)在我國(guó)開展后，對(duì)生產(chǎn)生活各方面發(fā)揮了重要作用。但學(xué)界對(duì)人工影響天氣的原理和效果曾有爭(zhēng)論。有人提出：是不是不對(duì)云播撒催化劑，也能下雨？人工影響天氣到底有多大效益？毛節(jié)泰說(shuō)：“面對(duì)疑問(wèn)，可以用定量的方法在實(shí)驗(yàn)室中觀測(cè)和檢驗(yàn)?！?/p>
毛節(jié)泰和同事們首先用定量手段來(lái)評(píng)估自然云中貯存多少可形成降水的小云滴，即“云水資源”，然后進(jìn)一步研究怎樣使這些小云滴盡快合并增長(zhǎng)、形成可降落到地面的降水粒子，從而達(dá)到增加地面降水量的目的。
研究發(fā)現(xiàn)，用人工干預(yù)的辦法加快降水的形成，所選擇的云需要具備3個(gè)基本條件：云中水汽豐富、凝結(jié)核充足和有氣流上升運(yùn)動(dòng)。那么，一開始就要觀測(cè)哪里的云水資源較多，并通過(guò)計(jì)算，評(píng)估催化后能增加多少降雨。
找到那些適合“播”雨的云，是人工增雨作業(yè)的關(guān)鍵。毛節(jié)泰想到，可以充分發(fā)揮各類觀測(cè)數(shù)據(jù)的作用，利用好地面氣象站、天氣雷達(dá)、空中飛機(jī)等進(jìn)行觀測(cè)。
我國(guó)風(fēng)云衛(wèi)星性能先進(jìn)，是不是也可以利用起來(lái)？“風(fēng)云衛(wèi)星可以看到哪里有云、云怎么變，把衛(wèi)星數(shù)據(jù)利用起來(lái)，再加上雷達(dá)、地面遙感、飛機(jī)儀器等的觀測(cè)數(shù)據(jù)，多元數(shù)據(jù)融合，能更精準(zhǔn)地找到那些更具有催化潛力的云?！泵?jié)泰說(shuō)。
經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，毛節(jié)泰開創(chuàng)了風(fēng)云衛(wèi)星人工影響天氣特性參數(shù)反演方法，從無(wú)到有推動(dòng)我國(guó)風(fēng)云衛(wèi)星在人工影響天氣業(yè)務(wù)中的應(yīng)用。
創(chuàng)新設(shè)計(jì)儀器設(shè)備
“根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，研制出符合需求的儀器”
不管是大氣研究，還是人工影響天氣研究，毛節(jié)泰的科研始終立足實(shí)際需求，為國(guó)計(jì)民生提供科學(xué)方案。
上世紀(jì)80年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)南極大陸上空存在臭氧洞現(xiàn)象，可能使地面紫外線輻射增強(qiáng)。1988年，毛節(jié)泰跟著中國(guó)第五次南極考察隊(duì)，去南極長(zhǎng)城站做科研。在南極，毛節(jié)泰克服了極寒天氣和生活不便，持續(xù)半年多開展觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，他將監(jiān)測(cè)到的南極長(zhǎng)城站臭氧和二氧化氮含量變化情況寫成論文，整理出一些用于全球氣候變化研究的重要數(shù)據(jù)。
為了科研，毛節(jié)泰自制了很多儀器，南極之行，他就帶著自制的太陽(yáng)光譜儀?！翱茖W(xué)家的研究往往是比較前沿的，很難直接獲得相應(yīng)的研究設(shè)備，我們要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，研制出符合需求的儀器。”毛節(jié)泰說(shuō)，那時(shí)條件有限，研制儀器全靠自己手工畫圖、設(shè)計(jì)組裝。上世紀(jì)60年代，為了了解降雨的原理，毛節(jié)泰自制了云滴濃度觀測(cè)設(shè)備，觀測(cè)云朵里水滴的濃度；70年代，圍繞如何有效發(fā)現(xiàn)天上的目標(biāo)物，自制了天空亮度分布觀測(cè)儀器；80年代，為了觀測(cè)大氣氣溶膠含量，自制了高分辨率太陽(yáng)光譜觀測(cè)儀器……
2004年退休后，毛節(jié)泰以人工影響天氣中心顧問(wèn)的身份，參與我國(guó)人工影響天氣事業(yè)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，至今探索不止，腳步不停。
“退休20多年了，有一半的時(shí)間都在各地奔走，停不下來(lái)?！泵?jié)泰說(shuō)，尤其是近年來(lái)，各地人工影響天氣事業(yè)快速發(fā)展，要去各地交流、指導(dǎo)，幫助地方發(fā)展人工影響天氣業(yè)務(wù)。
2022年，圍繞大氣輻射與人工影響天氣，毛節(jié)泰開展了15場(chǎng)全國(guó)性授課，惠及數(shù)千名業(yè)務(wù)人員。后來(lái)，這些課被錄成了網(wǎng)課，供全國(guó)人工影響天氣工作人員學(xué)習(xí)。
為了培養(yǎng)更多氣象人才，毛節(jié)泰與夫人戴月琴累計(jì)向謝義炳基金捐贈(zèng)50萬(wàn)元，向趙九章基金捐贈(zèng)20萬(wàn)元?！跋Ｍㄟ^(guò)我的微薄之力，為氣象事業(yè)發(fā)展再多做點(diǎn)事?！泵?jié)泰說(shuō)。
記者手記
科學(xué)研究就要聚焦實(shí)際問(wèn)題
朝氣勃發(fā)時(shí)，投身氣象事業(yè)；白發(fā)蒼蒼時(shí)，奔走各地指導(dǎo)，近70年來(lái)，毛節(jié)泰專注于識(shí)云辨霧，是為了實(shí)現(xiàn)自己的科學(xué)夢(mèng)想，更是為了服務(wù)國(guó)家的發(fā)展需要?！翱茖W(xué)研究就要聚焦實(shí)際問(wèn)題。”毛節(jié)泰說(shuō)。從人工影響天氣的理論到實(shí)踐，從人工增雨技術(shù)到人工防雹、消霧技術(shù)，哪里有需要，毛節(jié)泰就去哪里。他迎難而上，從不輕言放棄，并堅(jiān)信，“踏踏實(shí)實(shí)，不急不躁，才能出成果”。
正是一個(gè)個(gè)像毛節(jié)泰一樣的老一輩科學(xué)家，用自己的刻苦鉆研和無(wú)私奉獻(xiàn)，奠定了我國(guó)氣象事業(yè)堅(jiān)實(shí)的技術(shù)根基。未來(lái)，相信在更多科研工作者的共同努力下，我國(guó)氣象事業(yè)將進(jìn)一步在服務(wù)國(guó)計(jì)民生中發(fā)揮關(guān)鍵作用，助力經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。
責(zé)任編輯：高瑋怡毛節(jié)泰
