人物简介/丑纪范

丑纪范 院士

丑纪范，中国科学院院士。兰州大学、北京气象学院教授，博士生导师，享受政府特殊津贴专家。1934年7月出生，1956 年毕业于北京大学， 1981 年 2 月至 1982 年 2 月在美国麻省理工学院进修和工作（访问学者）；历任中国气象学会理事、常务理事、国家自然科学基金委员会地球科学部学科评审组成员。

他是我国和国际上大气科学领域内少数专攻大气理论研究并做出重要贡献的学者之一。丑纪范长期从事数值天气预报的基础理论和方法及其有关的大气和海洋动力学的教学和研究。1962年首先将泛函分析引入数值预报问题中，提出了使用过去资料的理论和方法；20世纪70年代证明大气温压场的演变与下垫面热状况的等价性，提出由历史资料反求参数并使之与长期预报模式相匹配的具有创新性的方法。20世纪80年代从全局观点研究大气渐近行为，揭示出大气方程算子的特性和向外源的非线性适应理论及其描述的自由度的缩减方法。着有《长期数值天气预报》、《气候系统的非线性特征及其预测理论》等；撰有《天气数值预报中使用过去资料的问题》、《经验正交函数在气候数值模拟中的应用》、《Predictability of the Atmosphere》等论文50多篇。

纪范院士长期从事数值天气预报、数值模拟以及气候动力学研究和教学，重点研究长期数值天气预报的基础理论和方法以及有关的大气和海洋动力学，特别是非线性动力学问题。他早期将泛函分析引入数值天气预报问题，提出了 “ 广义解 ” 的概念，设计了一种使用多时刻资料的短期数值预报模式；在长期数值预报理论研究中，证明了大气温压场演变与下垫面热状况的等价性，为解决长期数值预报的初值问题奠定了理论基础，进而建立了一个动力统计的季节预报模式；他还在强迫耗散的非线性大气动力学研究中获得了一系列富于创新的成果，有许多工作是开创性的。1978 年获全国科学大会成果奖， 1989 年被命名为全国教育系统劳动模范。国内外学术刊物上发表论文 100 余篇，出版专着 7 部。代表性专着有 : 《长期数值天气预报》（获全国高校优秀教材奖），《大气动力学的新进展》，（获国家教委高校出版社优秀学术专着奖），《大气科学中数学方法的应用》，《非线性动力学》等。培养出一批优秀研究生，其中有2名分别被国家教委和国务院学院委员会授予 “ 做出突出贡献的中国博士学位获得者 ” 称号和 “ 做出突出贡献的中国硕士学位获得者 ” 称号；2名获 “ 涂长望全国青年气象科技一等奖 ” （1992 ； 1998）；指导的1篇博士论文被评为 “ 首届全国优秀博士学位论文 ” （ 1999 ）。

从事研究领域/丑纪范

丑纪范 院士

长期从事数值天气预报、数值模拟以及气候动力学研究和教学，主要研究领域和成果有:

一、丑纪范最早在国际上将泛函分析和变分法引入数值天气预报问题，推广了微分方程解的概念，引进了新型“广义解”，于1962年写成“天气数值预报中使用过去资料的问题”一文，将数值天气预报问题由原来的初—边值问题推广为广义初—边值问题，由此完成了在数值预报中使用前期观测资料的历史数据的理论和具体实现方法，使动力方法和统计方法有机地结合起来，设计了一种使用多时刻资料的短期数值预报模式。该文于12年后的1974年在《中国科学》第6期发表，引起了国外学者的关注。就核心实质而言，这是目前四维同化方法的最早的思想，比国际上提出同一思想的时间要早十余年。

二、在长期数值预报理论研究中，论证了准地转模式大气温压场的演变与下垫面热状况的等价性，进一步提出将问题由古典初值问题改变为微分方程反问题的新观点，将解反问题的理论应用到数值预报中来，提出了由历史资料反求大气要素和参数并使之与长期预报模式相匹配的方法，进而建立了一个借助所关心现象的历史数据来运行和改造现行的作为古典初值问题的数值模式，即把预报对象变为4个部分：可预报的低自由度部分、历史相似部分、经验外推部分、随机项部分，通过压缩自由度、寻找历史相似、经验外推和对随机变量确定其概率分布4个步骤，开辟了使用历史数据并具有特定预报对象针对性的数值预报的另类途径。

三、在非线性动力学方面，提出并研究了大气动力学方程组的定性理论，即大气长期演变的渐进性质动力学理论，系统揭示了非线性大气动力学方程组的整体和全局行为，这是从动力学观点研究气候形成和气候变化的基础理论。首先指出有外源和耗散的大气动力学方程组可以写成一类特殊的算子方程，其中算子具有很好的性质，论证了初始场作用的衰减，长期过程取决于能量耗散和补充的特征；提出了对方程组简化或离散化时应该保持算子性质不变的原则；得到定常外源作用下大气运动向外源非线性适应特性,以及得到大气运动自由度缩减的结果；此项工作不仅在指导长期天气预报方面有重要意义，在国际偏微分方程的研究方面也是重要的贡献。同时，将胞映射（Cell?to?Cell Mapping）的概念引入到研究数值模式的整体和全局行为，揭示了任何数值模式实际上是Markov链，从而清晰地给出了作预测的局限性，过程的不可逆性和各态历经等具体直观形象；给出了“气候”、“气候可预测时段”等概念的一种精确的数学定义。这些都是富于创新性的气候动力学基础理论成果。

获得荣誉成就/丑纪范

1978 年获全国科学大会成果奖， 1989 年被命名为全国教育系统劳动模范。

国内外学术刊物上发表论文 100 余篇，出版专着 7 部。代表性专着有：《长期数值天气预报》（获全国高校优秀教材奖），《大气动力学的新进展》（获国家教委高校出版社优秀学术专着奖），《大气科学中数学方法的应用》，《非线性动力学》等。

培养出一批优秀研究生，其中有2名分别被国家教委和国务院学院委员会授予 “ 做出突出贡献的中国博士学位获得者 ” 称号和 “ 做出突出贡献的中国硕士学位获得者 ” 称号；2名获 “ 涂长望全国青年气象科技一等奖 ” （ 1992 ； 1998 ）；指导的2篇博士论文被评为 “ 首届全国优秀博士学位论文 ” （ 1999和2008 ）。

2006年获何梁何利奖气象学奖。