冯士筰：符号数字皆诗情

冯儒山

冯士筰：符号数字皆诗情

青岛新闻网

       中国海洋大学冯士筰院士每每说起自己如何走上物理海洋研究之路时，总是认真地说这就叫缘分。原本想从事火箭、导弹研究的他，现在却成了国际知名的物理海洋学家和环境海洋学家，成了国务院学位委员会海洋评议组组长、教育部海洋科学工程教学指导委员会主委。冯老开玩笑说这叫歪打正着。要不然自己既不能从事风暴潮研究，也不可能在浅海环流和物质输运研究等方面取得一些成绩，更不要说对物理海洋学科发展做点贡献了。

    一

       在1962年分到山东海洋学院工作之前，冯士筰从来没有想过自己以后要从事物理海洋的研究。1956年，他考上清华大学的流体力学专业。和那个时代的许多年轻人一样，冯士筰向往去研究火箭和导弹。因为父亲是右派，“根不正苗不红”的冯士筰进不去国家军工单位。但他也不知道自己为什么不对口地分到了海洋系。直到1963年初，他到赫崇本先生家拜年时，才知道是赫先生因他成绩优异而特意要到学校来的。
        出生于天津一个书香世家的冯士筰，从小就刻苦好学。清华读书时，更是出了名的“苦行僧”。他大学的同窗好友孙文心教授现在还清楚地记得，冯士筰每天都是最后一个从图书馆或者教室回宿舍的。回来后，饿了还会抱着冰冷的窝窝头啃几口。工作后，冯士筰看到了自己与新方向间的差距还很大，学习更加努力。所有的人都酣然入睡了，他的窗口总还亮着灯光。很快，冯士筰就入了行。1964年，他在深入研究了当时享有盛名的物理海洋学家Munk大洋风生环流模型的基础上，找出该模型未考虑热盐因素的不足，建立了大洋风生——热盐环流模式。正当他准备发表关于这一模型的重要论文时，文化大革命突如其来地发生了。
         冯士筰被关了牛棚，但幸运的是他和赫崇本先生关在了一起。白天他们一起劳动，晚上赫先生不仅会给他讲海洋科学的历史和前景，而且还鼓励他不要因暂时的困难而气馁。那段不堪回首的日子里，冯士筰的心总是热乎乎的，对未来也充满着期盼。
        1970年，在周恩来总理的过问下，我国风暴潮研究起步了。冯士筰从牛棚里被解放了出来，接受了这一极有挑战性的课题。

    二

       风暴潮是发生在海洋沿岸的一种严重自然灾害，这种灾害主要是由强风和气压骤变（高潮水位）共同引起的海面异常升高现象。强烈的海风和低气压产生了汹涌的海涛。风暴潮产生的潮流和巨浪相结合，不仅可以迅速席卷内陆地区，摧毁建筑、淹没农田、切断人们逃生路线，而且会颠覆狭窄港口中的船只，甚至会造成巨大的洪灾。一次大的风暴潮可能使几万甚至几十万人丧生，经济损失可达几亿甚至几十亿元。
       我国是风暴潮高发国家之一，从历史资料看，几乎每隔三四年就会发生一次特大的风暴潮灾。1956年8月1日-2日，台风风暴潮在浙江象山登陆，给整个浙江东部、上海造成了巨大的损失。浙江全省75个县市均遭到极其惨重的灾害；上海有很多电线杆被刮倒，人行道树木被折断30％以上。此次潮灾共死亡4629人，受伤2万余人。到了20世纪60年代，仅渤海就发生了三次特大风暴潮灾。
       世界主要海洋国家早在20世纪二三十年代，就已经开始了风暴潮的预报研究工作。而我国直到20世纪70年初还对风暴潮理论和我国风暴潮的实际状况几乎一无所知，风暴潮研究在我国基本处于空白状态。冯士筰的研究面临着极大的挑战：没有资料、没有实践、没有理论。
       为了获得风暴潮的第一手资料，1970年冯士筰等人环绕渤海湾进行了两次实地考察，足迹遍及渤海周围数省的40多个县市，行程4000多公里。其中的2000多公里完全是徒步跋涉的。他们走村串户向渔民、农民和盐民了解风暴潮的一般常识；走访当地政府、查阅当地县志，寻找有关记载；他们还反复到水利部门和验潮站搜集有关数据。冯士筰终于获得了国内第一批关于风暴潮灾害的珍贵资料。
       要从本质上认识和最终解决风暴潮，当然首先要探讨其机制，因为只有弄清风暴潮的发生机制，建立一定的模式，风暴潮预报预测才能科学准确。研究中冯士筰发现：在南方风暴潮多有强台风引起；而在北方，寒潮也能在渤海掀起风暴潮。虽同为风暴潮，但二者的动力源和引发机制并不尽相同。冯士筰的这一发现，不仅具有深远的理论研究意义，而且具有相当的应用价值。1975年，冯士筰及其合作者一连发表了数篇论文，系统论述了风暴潮的概念、理论和数值预报的力学模型，建立了独特的超浅海风暴潮理论。1982年，该成果荣获了国家自然科学奖三等奖。同年，冯士筰将自己多年的研究成果撰写成《风暴潮导论》一书，这是国内外第一部关于风暴潮的理论专著，它不仅为物理海洋、海洋气象、海洋工程以及相关学科的研究生提供了第一部风暴潮系统教材，而且也成为我国第一部从事海洋、气象、河口海岸和环境工程的科技工作者的重要参考书。它标志着我国对于风暴潮的研究已经进入世界风暴潮研究之林，也标志着冯士筰已经跨入我国一流物理海洋学家行列。
       此后，冯士筰又先后主持了国家“七五”攻关项目“风暴潮数值预报研究”和国家“八五”攻关项目“风暴潮客观分析、四维同化和数值预报产品的研究”。这两次攻关，不仅使我国风暴潮研究进入世界领先行列，而且使得冯士筰成为蜚声国际海洋科学界的物理海洋学家。

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       三

      1983年，冯士筰作为高级访问学者，飞抵美国旧金山，同美国相关单位进行为期一年的合作。这次合作又使他的科学研究进入了一个新的领域：拉格朗日余流及长期物质输运。
      “拉格朗日余流”是当时学界最有争议的前沿课题之一。冯士筰和他的合作者敏感地认识到该课题不仅关系到浅海动力学本身，而且涉及到环境、生态等重要领域，甚至还会动摇物理海洋学某些最基本的概念。他们在前人研究成果的基础上，解析了欧拉余流理论的缺陷，深入分析了拉格朗日余流和欧拉余流的本质差异，提出了一种拉格朗日余流和长期物质输运的理论模型，导出了一个全新的长期物质输运方程。该方程一问世，立刻引起了国内外同行们的重视。回国后，冯士筰在对该问题深入研究的基础上，开始了从根本上改造近海或河口环流传统理论的研究工作。此后十年，他建立了以拉氏时均速度的最低阶近似——物质输运速度来体现浅海环流速度基本场的新理论框架，导出了浅海潮生——风生——热盐环流基本方程组，建立了一种新型的长期的输运方程。他的研究成果很快应用于实践。M.Dortch等人将其系统成功地用于美国Chesapeake湾时均浓度场的模拟和长期预测；Carl Cerco将拉氏余流用于Chesapeake湾的富营养化模拟和湾内生态系统对营养盐负载的响应机制研究，取得了满意效果。此理论在中国陆架海环流研究中起到了指导作用。
      冯士筰的这一研究成果，为近海污染物理自净、悬浮质输运、海洋环境预测和近海生态系统动力学等诸多方面，提供了海洋环境流体力学基础。得到了国内外同行和专家的重视和好评。其研究成果中的弱非线性理论荣获第四届国家自然科学三等奖和1988年国家教委科技进步一等奖。

    四

      硕果累累的冯士筰，1997年当选为中国科学院院士。那年冯士筰正好花甲之年，他为自己又确定了海洋环保的新方向。冯士筰动情地说：“中国的海洋环境状况不容乐观，一些海域发生的环境污染事件令人担忧。我赞成一些学者的说法：如果海洋健康受到损坏，海洋空间继续污染下去直至消亡，那么人类将不复存在。这决不是耸人听闻的恐吓！”
      工作之余，冯士筰是个爱好比较广泛的人。他非常喜欢和孩子在一起，也非常喜爱写写诗、吟吟词。孩子和诗词，童趣和灵感，冯士筰说这些都可以更好地激发他的创造力。
      走进他的办公室，到处可见天真可爱的孩子的照片，一张张灿烂的笑脸中洋溢着孩子天然的纯真。或许这天然的纯真正是冯士筰内心情感的外化吧。
      闲暇时，冯士筰很爱作诗，这既是他陶冶性情的方式，也是表达内心情感的途径。“心系大海连天碧，符号数字皆诗情”，这两句对仗工稳的诗句，不正是他一生孜孜不倦追求的真实写照吗？