人物生平

郭晓岚（Hsiao-Lan Kuo，1912年－2006年）， 美籍华人，世界著名气象学家，大气动力学的一代宗师。是地球物理学、大气及海洋动力学的权威，其率先研发的数学工具可以描述大气的复合环流型 (complex circulation patterns) 和飓风的威力，因其学术上的卓越成就而深受同僚及学生们的敬重，曾发表120余篇论文。1970年更荣获美国气象协会(American Meteorological Society，简称AMS) 最高荣誉奖之Carl-Gustaf Rossby 研究奖章，并获选为AMS院士，1988年获选为台湾“中央研究院”数理科学组院士。

华裔美籍气象学家。1915年1月7日生于中国河北满城。1937年毕业于清华大学。1942年毕业于浙江大学史地研究所获硕士学位。1945年赴美。1948年获美国芝加哥大学博士学位，1962年以后任该校教授。他在博士论文《正压大气二维无辐散流的动力不稳定性》中给出的“正压不稳定性判据”（见大气动力不稳定性）为国际上普遍接受。1965年提出积云对流参数化方案，1974年对它进行了修正。这个方案被广泛的应用，并在以后的数值天气预报和动力气象学文献中，统称为“郭氏参数化方案”。

此外，郭晓岚对大气环流、斜压动力不稳定性、热带气旋的生成、大气和地表的相互作用、大气辐射等大气动力学问题进行多方面的研究，由于他在大气动力学基础研究中的成就，1970年获美国气象学会罗斯比研究奖章。他的主要论文还有：《斜压纬圈气流中的三维扰动》（1952）、《大气中的强迫经圈环流和自由经圈环流》(1956)《对流性涡旋和其眼生成的动力学》(1959)、《环型对流和非线性热传递方程的解》(1961)和《一个准一维的考虑对流凝结加热和混合作用的积云模式的参数化》(1980)。

1912年1月27日，出生于中国河北满城县张辛庄村。因家境贫寒，中等教育完成后便回家务农。1929年夏，以优异成绩考入保定第二师范学院。

1932年，考入清华大学数学系。1933年，转入清华大学地球物理系。1937年，毕业于清华大学，获得理学士学位。后就读浙江大学，师从中国气象学宗师竺可桢，于1942年获得理硕士学位。1945年赴美国留学，就读于芝加哥大学，师从芝加哥大学气象学派创始人，国际气象学泰斗罗斯比教授（Carl-Gustaf Rossby）。1948年获得芝加哥大学地球物理哲学博士。

后在麻省理工学院飓风研究中心担任高级研究员，并最终升任中心主任。1962年，回芝加哥大学任教，担任地球物理学教授。

1970年获美国气象最高荣誉奖－罗斯贝奖。他学识渊博，成绩卓著，在气象界诸多领域做出了创造性的成绩。曾4次(1973、1979、1986、1992年)应中国科学院邀请回国讲学或参加学术性会议。1979年，郭晓岚的《大气动力学》(江苏科学技术出版社出版)一书供气象、海洋研究人员、高校有关教师学习参考，他还兼任“中央研究院”院长。2006年5月6日郭晓岚院士在芝加哥逝世，享寿91。

个人成就

1970年，获美国、国际气象学界最高荣誉奖—罗斯比奖章。

学术成就

一、大气动力学

郭晓岚对大气动力学方面的贡献，包括大气不稳定理论，大气环流形成和大尺度热力环流理论，中尺度对流动力学和涡旋动力学理论，低纬和热带动力学理论以及地气相互作用动力学理论等。

1、大气不稳定理论

郭晓岚有关大气不稳定理论的论文有很多。他研究了“正压大气中两维无辐散流的动力不稳定”，指出当强西风气流随纬度变化时，沿强西风运动且相速度在西风最大和最小速度之间的普通波长的波动和气旋波可能会发生不稳定。当波动为不稳定时，在最小绝对涡度点以南的槽线由东南向西北倾斜，在最大涡度点以北的槽线由西南向东北倾斜。在“热带大尺度扰动的不稳定理论”研究中，郭晓岚解释了热带对流层和低层平流层中探测到的几种大尺度波动的存在原因。即波状扰动处于热带大气中条件性不稳定的辐合场中，并有源源不断的地面蒸发提供水汽，从而变得不稳定之故。郭晓岚还研究了热带地区既有水平切变又有垂直切变的切变带和急流型平均流的不稳定。结果表明，不稳定的主要来源是水平切变，平均垂直切变和稳定的层结无论在高层还是低层都限制扰动的发展。在距离赤道6°—10°的地带，急流型廓线最不稳定，扰动的最大强度发生在平均流绝对涡度较小的急流一侧，从而决定了ITCZ的平均位置。在“大气中线性和急流型廓线的斜压不稳定”一文中，研究了冬季45°N和60°N间盛行的双急流和单急流廓线的斜压不稳定。发现这些廓线对所有对流层波动都不稳定。双急流廓线的不稳定特征几乎完全取决于对流层高层的切变。至于在60°N平流层的单急流廓线，只有在急流最大速度超过40 m/ s时才是充分不稳定的。这种高层的不稳定超长扰动会使温度发生大的变化，因此，很可能是平流层晚冬突发性增暖的原因。郭晓岚对U分量随高度线性变化或有不同切变，低层V分量有急流形式的大气中的不稳定现象进行研究后指出，U分量不稳定时激发出的中尺度扰动在x方向的波长很大，有对称性，在y方向波长很小。低层V分量不稳定性激发的波动有两个分隔的最不稳定扰动。

除了大气不稳定，郭晓岚还讨论了赤道地区海气耦合系统中缓慢波动的不稳定性质。结果表明，在海洋和大气中快速运动的重力波和混合Rossby重力波都几乎不受海气耦合作用的影响，只有慢速运动的Rossby波受影响很大，东西向的SST平流使所有海洋Rossby波不稳定，而南北向的平流使大气和海洋中的Rossby波均不稳定。指出，在海气相互作用中，涌升流和平流是十分重要的。

2、大气环流形成和大尺度热力环流

凭借深厚的数学功底，郭晓岚先生在此领域的理论研究中作出了杰出的贡献，接连发表了多篇高水平论文，深入研究了东西风带，大尺度槽脊系统和平均经圈环流等的形成原因及其与涡度和动量的涡动输送，摩擦耗散，垂直风切变和温度层结等影响因子的关系。他在研究大气中的涡旋运动时发现，在北半球，涡旋周围流体中的涡度分布会产生一个水平的力施加于涡旋，使气旋性涡旋向绝对涡度较高的地区运动，反气旋向绝对涡度较低的地区运动。因此，气旋向北移动，反气旋向南移动。但是，水平力在某些地区会在相反方向上起作用，在对流层高层形成切断的低压和高压。他还发现辐散的影响比起上述提到的涡度分布作用力的效应要小。这些效应与总角动量守恒原理，解释了为何大气中存在西风带和东风带。他还从大气扰动对涡度输送的观点，讨论了大气带状流发展和维持的机制。由于扰动本身有涡度集中区，不能在一个不均匀的绝对涡度场中处于平衡态，它们会被其它纬度来的气团所挤走。造成反绝对涡度梯度的涡度输送，在扰动活跃的地区内涡度的经向梯度增加，其外减小，使相应地区分别产生西风气流和东风气流。并估算出强带状流建立所需的时间约需3周，与观测结果相符。通过对斜压纬向流中扰动的振幅和位相角的稳定性特征和垂直变化的研究，他发现，忽略摩擦作用时，大气中扰动的波长有一个临界值，比其短的波动都不稳定，并且存在最不稳定波长，两者都取决于垂直风切变和静力稳定度因子。因此，很长的波动主要存在于高层，很短的波动仅限于大气低层，且振幅随高度很快衰减。为了解释大气中平均经圈环流的产生原因，郭晓岚研究了总非绝热加热和热量涡动输送的经向变化和总摩擦耗散和动量涡动输送的垂直变化。发现当平均温度的经向对比大于某个临界值时，强迫运动转变为更加剧烈的自由对流。在相对静止的大气中，平均非绝热加热只能产生很弱的单圈直接环流，最大经向速度只有每秒几个厘米。相反，纬向动量的涡动输送和摩擦耗散能在对流层中产生三圈环流。从理论上提出了Hadley环流形成的一种机制。在大尺度热对流的研究方面，他用简单方法找到了用Richardson数表示的热对流判据，其中包括了旋转，静力稳定度，粘性，导热率，径向温度对比以及平均纬向流的相对涡度等的联合作用。检验了各种物理因子对旋转流体中加热不均匀造成的运动的影响。发现，旋转和静力稳定度增加了阻力，会抑止对流运动。加热不均匀产生的有效位能通过经向和纬向的垂直运动转换成动能。指出，在研究大尺度运动时，应当包含较不稳定的快速发展的小尺度运动，即包含非线性扩散的作用。

3、中尺度对流动力学和涡旋动力学