本书从文学的视角，以非虚构方式和纪实文学的笔触，回顾历史洪流中的一个个故事，回归每个历史瞬间本身，讲述了从仁人志士“谋中国气象事业之发展”，到战火纷飞中建立中国共产党领导下的人民气象事业，最终“星火燎原”，中国气象科学和事业走到国际前列的大国气象奋斗史。本书把中国气象科学发展融入恢弘的时代背景中，在史料和学术方面做到精益求精，并且极富趣味性，故事情节和人文关怀相结合，再现当事人的思绪起伏，将激情燃烧的奋斗、百折不挠的尝试、履险如夷的欣喜、气吞山河的行进，娓娓道来。书中还穿插了一些有趣的气象知识，让我们感叹大自然的美妙神奇和气象科学的精彩纷呈。
本书为献礼中国共产党成立100周年而作，展示了民间对大国气象的视角，是一部新颖的气象科普和爱国主义教育读物。

李生坤，男，1962年出生于安徽宣城。多年来从事气象业务工作。曾下海创办企业，期间与人合作创作长篇历史小说《天下祁红》（入选安徽省首届长篇小说精品创作工程），参与电视连续剧《彭德怀元帅》的策划和赞助。

序言
序章 百年回望
1 西望黄河
2 大气科学在前行中突破
3 从一路追赶到阶段超越
第一章 大幕拉开之前
1 观测仪器的发明
伽利略的尝试/气压计与马德堡实验/湿度计与雨量计
2 天气预报的由来
看云识天气/悲情菲茨罗伊/克里米亚海战启示
3 赫德编织了一张网
4 徐家汇的神父们
5 辛亥年前后
昙花一现/大幕拉开一角/中央观象台/张謇与军山气象台/卑尔根学派
6 走近大气科学前沿
蒋丙然观象山主政/竺可桢北极阁建所/赵九章“象庄舞剑”/芝加哥学派
第二章 星星之火
1 陕北有延安
2 美军观察组
3 延河岸边
清凉山气象训练队/凤凰山八路军气象台
4 星火燎原
第三章 大幕从这里拉开
1 大幕拉开
涂长望的风雨人生/卢鋈其人/百废待兴
2 天下归心
周公吐哺/“威尔逊总统”号邮轮上
3 永远的“联心”
第一张高空图/追梦数值预报/引用与创新/预报体系建立/联合资料室
4 教育为本
烽火连天西迁路/薪火相传
第四章 天有不测风云
1 今夜有暴风雪
那场始料未及的寒潮/李宪之与寒潮研究/寒潮往事
2 是否炸坝分洪
黄梅时节家家雨/难忘
3 只因青藏高原
南北两重天/副高在这里断裂
4 台风即将登陆
来自热带洋面/命名有讲究/能量源自何处/死亡之旅/藤原看出了端倪/会战“75·8”
第五章 上下求索
1 逆境中前行
赵九章的卫星梦/竺可桢再谈农业与气象/人间四月芳菲尽/探秘青藏高原/叶笃正模拟高原气象/陶诗言解密卫星云图/顾震潮开拓创新
2 科学的春天
3 风云人生邹竞蒙
不忘初心/牵动全局的“25号”文/为发展中国家代言
第六章 气象从探测开始
1 先给风云排秩序
霍华德给云取名/蒲福为风分级
2 探测从地面开始
神秘的百叶箱/自动观测/欧亚腹地瓦里关
3 升入高空探究竟
风筝的另类玩法/氢气球时代/701探空系统
4 探风测雨有雷达
小瓦特的达文特里实验/“7”系列雷达/雷达的“桑塔纳模式”/气象学里的GPS
5 气象卫星
代号“701”/“7711会议”之后/极轨卫星一波三折/静止卫星命运多舛
第七章 天气预报通信为先
1 永不消逝的电波
难以忘却的莫尔斯/传真记忆
2 向东，向西
走进WMO/BQS系统/自动填图/一路跟跑
3 “9210”工程
4 即时预警通信网
5 互联网时代
6 气象大数据
漫漫搬迁路/数字时代与共享平台
第八章 数值预报再出发
1 艰难的第一步
北京B模式/走进欧洲中心/守望“银河”/一波三折
2 十年磨一剑
中国的“T”系列/中尺度模式/环境气象预报/警告沙尘来袭/有限区域模式
3 而今迈步从头越
“蝴蝶”改写了天气预报/集合预报系统/GRAPES系统/人工智能预报
4 气象强国新征程
第九章 气象服务贯始终
1 服务从这里起步
从寒潮警报说起/潮起潮落农试站/人工影响天气/几十年不变《渔舟唱晚》/互联网+气象/服务“三农”新探索
2 做政府“高参”
评估巫山雨云/冬天里的一把火/五角大楼的秘密报告
3 使命，2008
鸟巢今夜无雨/2008年的那一场雪/情系汶川/政治局授课/相伴中国航天
4 服务无处不在
国庆大阅兵的精准预报服务/海上预报服务/气象导航/交通服务/防雷减灾/生态气象服务/大国担当
第十章 气候探秘
1 困惑与猜想
南宋诗人的困惑/新仙女木事件/温盐环流断裂/米兰科维奇假说与蒙德极小期/盖亚假说/竺可桢：气候变化是波动的/崇祯的“小冰期”
2 它们都是推手
火山喷发与森林火灾/大洋里的“跷跷板”/太平洋里的圣童圣女/探秘南极/走进北极
3 中国在行动
气候变化蓝皮书/协调行动/国家气候中心/IPCC里的中国专家
第十一章 气候变化与大国博弈
1 从关注环保开始
缘起《寂静的春天》/人类环境宣言/气候变化框架公约
2 聚焦气候变化
汉森“吹哨”/IPCC和它的评估报告/真是二氧化碳惹的祸？
3 艰难的谈判
一波三折的《京都议定书》/舌战哥本哈根/流产的《巴黎协定》
4 中国的承诺：碳达峰碳中和
参考资料
后记

“当气象学未明之时，风
雨雷霆，视为天庭不测。”
这是我国气象学先驱竺可桢
先生发表在1916年2月《科
学》杂志的文章《中国之雨
量及风暴说》中描述人类最
初面对万千气象变化时的直
观认识。
将气象从宗教、天象、
经验推演中剥离出来的漫长
历程，也是一部人类在崎岖
蜿蜒的科学之路上奋力前行
的探险史。特别是当欧洲经
历了漫长、黑暗的中世纪，
在文艺复兴中再度走向光明
之时，他们彻底打破了宗教
、迷信、传统权威对气象认
知的禁锢和束缚，通过建立
科学的思想和对客观世界的
认知方法，发明标准的气象
探测仪器，建立定量的观测
站网，使用创新的通信技术
，绘制客观描绘大气状态的
天气图表，在相关科学领域
进步的基础上，发展了大气
科学理论和分析预测方法，
使气象学最终成为一门符合
现代科学范式的学科分支。
15世纪后欧美国家在气象科
技领域的发展与创新奠定了
现代大气科学的基础，延续
至今。
中国气象科技进程，最
初的起步可追溯到清朝中后
期到民国时期。那时，已在
这一领域处于领先优势的西
方国家开始通过多种途径和
方式影响中国，并与国内知
识界形成某种契合，共同推
进了现代气象科技与业务在
我国的初建进程，包括利用
现代技术建设气象观测站网
、利用天气图分析方法制作
天气预报，建立气象台、研
究所等气象业务科技机构、
创办科技杂志交流科技思想
和信息、组织学习班对科技
人员进行培训等。这一发展
进程处于特定的历史年代，
推进速度和规模都受到制约
，但取得的一些成果仍可圈
可点。
蔡元培、竺可桢、高鲁
、蒋丙然等有识之士，提出
“谋中国气象事业之发展”的
理念，并为之奔走努力。
1912年，我国官办的第一
个国家观象台建立；1916
年，我国著名实业家、教育
家张謇先生在江苏南通建立
了我国第一家使用现代观测
手段的“军山气象台”，被称
为中国首个私家气象台；
1928年，国立中央研究院
气象研究所成立，是我国近
代气象科学发展的标志性事
件；1945年，延安八路军
气象站成立，标志着人民气
象事业的开始。1949年，
新中国成立后，在中国共产
党的感召下，那些站在气象
殿堂前沿的海外学子纷纷回
国，他们敢于挑战权威，开
拓适合中国实际的气象科技
发展之路，受到了国际同行
肯定与赞誉。在极端困难的
条件下，气象人不畏艰辛，
砥砺创业，为中国的气象事
业奠定了坚实基础，在很多
领域实现了从无到有，逐渐
跟上了世界气象科技发展的
步伐。
大气是复杂、混沌、多
变、难以把控的，在时代大
潮中的中国气象事业也是穿
越了波动起伏的洪流，历尽
曲折坎坷，创业者们以十年
磨剑的坚持和勇于创新的担
当，最终推进气象大国在沧
桑巨变中崛起屹立。
大国气象，一语双关。
本书作者把中国气象科学和
事业的发展融入更加恢弘的
时代背景中，在史料和学术
方面力求做到精益求精，并
极富故事情节和人文关怀，
讲述了荡气回肠的大国气象
奋斗史。它不是教科书式的
史实罗列和成果展示，而是
以非虚构方式，回归每个历
史环节的瞬间，回归当事人
的思绪起伏，将激情燃烧的
奋斗、百折不挠的尝试、履
险如夷的欣喜、气吞山河的
行进，娓娓道来。创作者们
能潜心钻研、静心探究，把
握时代洪流中的精彩瞬间，
实为难能可贵。书中还穿插
了一些有趣的气象知识，致
敬那些打下气象学根基的先
辈们，也让我们感叹开拓者
的不易、大自然的美妙神奇
及气象科学的精彩纷呈。
中国共产党百年华诞之
际，跟随作者的独特视角，
走进大国气象。
许小峥
2021年1月29日

大气是复杂、混沌、多变、难以把控的，在时代大潮中的中国气象事业也是穿越了波动起伏的洪流，历尽曲折坎坷，创业者们以十年磨剑的坚持和勇于创新的担当，最终推进气象大国在沧桑巨变中崛起屹立。
本书不是教科书式的史实罗列和成果展示，而是以非虚构方式，回归每个历史环节的瞬间，回归当事人的思绪起伏。
中国共产党百年华诞之际，跟随作者的独特视角，走进大国气象。

从业气象记者，对气象
事业建立了深厚的感情。
2018年6月，我参与了中国
气象科技展馆的设计和建设
。我与同事们一起梳理了古
往今来的气象科技发展，尤
其是近现代以来的历史脉络
，采访了中国气象局、各地
气象部门、中国科学院大气
（物理）研究所、相关高校
、部队气象系统和水文部门
，收集了大量的史料，查阅
了大量中外书籍资料。随着
调查研究的逐步深入，仿佛
走近了蒋丙然先生和竺可桢
先生，了解到赵九章先生曾
经带着当年的气象研究所在
抗战的烽火中一度走到大气
科学的最前沿，了解到当年
的八路军延安气象台走出了
张乃召和邹竞蒙等卓越的中
国气象领导人，也了解到皮
叶克尼斯、罗斯贝、恰尼和
洛仑兹等科学前辈对大学科
学跳跃式发展的杰出贡献。
他们的不畏艰难矢志不渝、
艰苦卓绝峰回路转，一幕幕
画面呈现在眼前，职业自豪
感油然而生，由此萌生出写
一部书或是拍几集纪录片的
想法，系统地介绍人类探索
大气奥秘的历史，展示中国
气象人在党的领导下励精图
治奋发图强的精神面貌，同
时也对大气科学特别是天气
预报做一次系统的科普。
巧合的是，当这种创作
的冲动日甚一日之时，遇到
了来中国气象局出差的李生
坤老师。李老师是位“60后”
，长期在气象台站工作，经
历过“两个25号文件”所带来
的震撼，经历过气象“科学
的春天”，目睹了我国气象
科技的“十年磨一剑”“而今
迈步从头越”。李老师平素
喜爱历史，因而对大气科学
发展史多有梳理和研究。我
俩一拍即合，决定以纪实文
学的手法，以大气科学发展
史为背景，撰写一部中国气
象人逆境前行上下求索、不
忘初心十年磨剑的《大国气
象》。
大气科学是一门综合了
数学、物理和化学等科学的
综合性学科，对卫星和计算
机等现代高科技应用较多。
一百多年前，气象学之所以
能从天文和地理学科中脱颖
而出，就是因为流体力学、
热力学和数学等学科的飞速
发展，从而改变了人们“上
帝制造天气”的信仰，使人
们从“看云识天气”过渡到“
看图识天气”，之后由于计
算机的突飞猛进，天气预报
由“看图识天气”发展为计算
机数值模拟预报，使天气预
报从定性“估算”走向定量预
测。因此，写作《大国气象
》除了专业知识和实践经验
外，还必须具备一定的数理
和计算机知识，于是我们不
约而同地想到了“90后”李超
然。
李超然生长于气象大院
，耳濡目染，对气象科学有
一定的了解。2008年的“大
一”寒假，李超然从华北电
力大学返回南方家中，遇上
了“2008年的那一场雪”，沿
途看到多处电力实施损毁，
高压线拖曳于地，感触颇深
。在2009年的“全国大学生
挑战杯赛”中，李超然以“气
象灾害与输电安全自动预警
系统”为题展开研究，提出
电力受损指数概念，建立了
一套自动预警系统，并建议
在喇叭口地形和山脊风口区
的线路上加设融冰功能。这
个项目荣获了河北省二等奖
，论文随后发表在2010年
的《电网技术》杂志上。
我们虽在行业中，但更
多以平民视角，回望行业的
发展和变迁，经过多次商讨
，确定框架，搜寻素材，李
生坤老师负责统稿。在第一
稿中，李超然用大量的篇幅
介绍了热力学和流体力学对
气象学科的推动，以及计算
机技术对数值天气预报的促
进，书中还介绍了气象服务
对于电力部门的重要性等内
容。遗憾的是，因限于篇幅
和本书以史为主的特点，他
写的有关热力学、流体力学
和计算机知识大多被删减。
写作的过程也是自我震
撼的过程。我们惊叹于我国
的气象先驱曾经站在世界舞
台上，成为气象科学诞生的
重要参与者；惊叹于老一辈
气象人面对炮火纷飞，不顾
个人安危，克服千难万险，
发展气象事业；惊叹于新中
国成立之初，一大批气象学
家在中国共产党的召唤下冲
破阻力回归祖国，演绎了一
段激情燃烧的岁月；惊叹于
他们敢想敢干，让气象现代
化成为国家现代化的重要标
志。气象风云万千，英雄人
物辈出，写下这些故事，也
激励我辈秉承前志，为气象
大国成为气象强国而奋斗不
息。
本书的创作要特别致谢
中国气象局原副局长许小峰
，他不仅对全书脉络架构提
出了建设性意见，还对一些
人物和事件细节的真伪提出
见解。感谢中国气象服务协
会副会长朱祥瑞、中国科学
技术史学会气象科技史委员
会陈正洪、南京信息工程大
学肖稳安和安徽省气象局章
晓今等多位专家，他们对历
史细节的把握上提供了很多
的帮助指导。还要感谢安徽
省气象局胡雯局长、安徽省
宣城市气象局程铁军局长给
予的支持和帮助。
史海钩沉，限于作者水
平和本书篇幅，难免有遗漏
，也一定有不妥之处，敬请
读者朋友批评指正，我们将
诚恳接受批评并在今后加以
修正。
孙楠
2021年2月于北京

1 观测仪器的发明
自科学实验和实验科学兴起后，各种实验仪器相继被发明。医生出身的伽利略，不仅做过自由落体实验，还发明了温度表给病人测量体温，他的学生托里拆利因大气压强实验而发明气压计；达·芬奇不仅画出了蒙娜丽莎的神秘微笑，还设计过测量湿度的仪器；发现了弹性定律的胡克，还发明一些测量雨量和风速的仪器设备。林林总总，不一而足。这些仪器的发明并不是一蹴而就，而是几经改进、几经完善，留下了许多耐人寻味的故事。
伽利略的尝试
提起伽利略，我们都知道他在比萨斜塔做过的那个著名实验。虽然有争议认为那只是个传说，但无论如何，这个实验形象生动，让自由落体运动概念妇孺皆知、家喻户晓，同时也从另一个侧面反映出伽利略的理论来源于科学实验。在人类科学史上，伽利略是近代实验科学的奠基人，他在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学，改变了人类对物质运动和宇宙的认识。他从实验中总结出自由落体定律、惯性定律和伽利略相对性原理，推翻了亚里士多德的许多臆断，反驳了托勒密的地心学体系，有力地支持了哥白尼的日心学说，开创了以实验为根据、具有严密逻辑体系的近代科学，为牛顿理论体系的建立奠定了基础。
也正是由于他崇尚实验，学医的伽利略是最早尝试制作温度表的科学家。他在行医过程中发现，医生只能凭手触摸患者来感觉体温，这种方法容易产生误差，于是他开始构思如何设计这种新仪器。温度表设计是基于热胀冷缩的原理，设计制作时必须要解决两个问题，一是寻找膨胀程度和速度合适的介质，二是确定温度度量的标准。围绕这两点，伽利略进行了多次尝试，终于在1597年试制出历史上第一支温度表。
按现代物理学的理解，温度是表示物体冷热程度的物理量，从微观上来讲是用来量度物体分子热运动程度的物理量，温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。伽利略之后，又有几个人独立地发明了温度表，但最后得到认可的是荷兰物理学家华伦海特1714年发明的华氏水银温度表，以及1742年瑞典天文学家摄尔修斯发明的摄氏温度表，不过当时的摄氏温度表是将水的冰点定为100度、沸点定为0度，与现在正好相反。
温标是用来量度物体温度数值的标尺，它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。正是由于温标的确定，温度表才得到广泛的使用，摄氏温标（℃）和华氏温标（℉）在温度表的应用上具有里程碑意义。后来历经多次改进，摄氏温度形成了现在的标准定义：在1个标准大气压下，纯净的冰水混合物温度为0℃，水的沸点为100℃。当然，严格来说，水的沸点是99.975℃。
气压计与马德堡实验
空气是否有重量？真空是否存在？在“托里拆利实验”之前，当时学术界对此还认识不清，这主要是受亚里士多德的影响。因为亚里士多德曾说：“世间万物之中，除了火和空气以外，均有各自的重量。” 1643年6月的一天，意大利物理学家托里拆利在佛罗伦萨做了著名的“托里拆利实验”。实验中，托里拆利发现不管玻璃管长度如何，也不管玻璃管倾斜程度如何，管内水银柱的垂直高度总是76厘米，他由此得出了1个标准大气压的大小为约76厘米汞柱或10.336米水柱高。托里拆利是伽利略的学生和晚年的助手，他那个实验的轰动效应一点也不输于伽利略的斜塔实验。这个发现使他名垂青史，测量真空的单位“托”，就是用他的姓氏来命名的。
这之后，托里拆利提出了可以利用水银柱高度来测量大气压力的设想，并在第二年与人合作制成了世界上第一个水银气压计。不过后来有专家考证，法国人笛卡尔早在13年前就已经明确提出气压计的基本原理。
气压与高度的关系是那个时代物理学中最热门的话题。之所以称它是物理学中的话题，是因为那时候气象学还不是独立的学科。自从托里拆利发明了气压计以后，很多人都仿效他做实验，其中最为著名的，就是那位发明了加减法计算器的法国数学家、物理学家帕斯卡。1648年9月的一天，帕斯卡让人背着气压表登临帕都姆山，结果他发现越往上，气压表中水银柱降低得就越多，这说明大气压力就越小。水银柱随着高度的上升而下降，但并不会掉到底，由此证明了大气中始终存在着压力。下山时的现象正好相反，水银柱又逐渐升高。为了纪念帕斯卡发现大气压随高度变化，压力的单位“帕”便是以他的姓氏来命名的。5年后帕斯卡提出了“流体能传递压力”的帕斯卡定律，并利用这一原理制成水压机。后来帕斯卡还计算出全球大气的重量，并发现降水总是发生在气压下降的时候。
在那个时代，要让人们相信气压的存在，比科学家设计气压表困难得多。1657年，在托里拆利成功测量了大气压的14年后，德国马德堡市市长格里克的一次实验，这才让人们相信大气压力的存在，史称“马德堡半球实验”。
那天，格里克和助手做成两个直径约40厘米的半球，先在其中灌满水后合在一起，然后把水抽干，使球内形成真空。格里克找来了16匹马，用尽全力才拉开两个半球。围观群众无不震惊，终