知识
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叶笃正是中国现代气象学的奠基人之一，中国大气物理学的创始人，全球气候变化研究的开拓者，他长期从事气象学和全球变化科学研究，开创了青藏高原气象学，开拓了全球变化科学新领域，创立了大气长波能量频散理论、东亚大气环流和季节突变理论、大气运动的适应尺度理论、有序人类活动理论，培养了一大批大气科学领域的领军型人才。
开创青藏高原气象学
叶笃正首先发现围绕青藏高原的南支急流、北支急流及它们汇合成为北半球最强大的急流，严重地影响着东亚天气和气候；他与中国之外的气候学家Flohn各自指出了青藏高原在夏季是大气的一个巨大热源，叶笃正还首先指出青藏高原冬季是冷源；他同时还深入地研究了夏季青藏高原热源及其对东亚大气环流的影响。由于他的研究工作，国际上才接受了大地形热力作用的概念，为青藏高原气象学的建立奠定了科学基础。
创立大气长波能量频散理论
叶笃正提出了大气平面Rossby波的能量频散理论，从理论上证明了西风环流中的能量可按远大于风速的群速度向下游（或上游）传播，为现代大气长波的预报提供了理论基础；同时，也对阻塞高压天气系统的生成、维持和移动给出一种动力学解释。这个理论31年后才由B.Hoskins的“大圆理论”所推广，成为对遥相关和遥响应的理论解释。
创立东亚大气环流和季节突变理论
叶笃正与陶诗言等发现东亚和北美环流在过渡季节（六月和十月）有急剧变化的现象，这一发现对中国天气预报有重要意义。他们还发现阻塞形势的建立和崩溃常伴随着大范围环流形势的强烈转变，它的长期维持则带来大范围气候反常现象，从而证明了阻塞高压在持续异常天气预报中的重要性。这些发现和理论成为研究东亚气象学问题的重要文献，奠定了中国天气预报的重要基础。中国之外的学者在10多年后，由于1976年冬季北美出现极其寒冷的天气，才开始提出各种系统理论，并形成了一个重要的研究方向。
创立大气运动的适应尺度理论
大气环流中究竟是气压场还是风场为主导是学术界长期争论的问题，也是天气预报的关键之一。 叶笃正等通过一系列工作建立了大气运动适应尺度理论：对不同空间尺度的运动都存在着特征尺度，当实际运动的空间尺度大于这个特征尺度时，气压场起主导作用；当运动的空间尺度小于特征尺度时，风场起主导作用；对中小尺度的大气运动，同样存在适应问题。这个独创的理论完善了大气运动各分量的相互作用过程的物理解释，在天气预报业务上有重要的应用。
开拓全球变化科学新领域
20世纪70年代末至80年代，叶笃正积极组织并领导中国开始气候变化的研究。他积极参加全球变化科学组织（IGBP）的创立，并发挥了重要作用，并贡献了一系列科学思想，如：气候和植被过渡带的敏感性、全球变化中大气化学的作用和“有序人类活动”适应全球变化等。他通过模拟计算后指出，大范围的灌溉对气候和水文的影响时间可长达3-6个月，从而证明了人类活动对气候的影响的可能性（被称为“陆面记忆”）。
对中国现代气象业务事业发展的卓越贡献
叶笃正的理论研究成果对提高气象业务水平起到重要作用，有些至今仍在发挥作用，如大气长波能量频散理论在业务天气预报中俗称为“上游效应”；阻塞高压形成和维持的理论，一直是业务上对持续异常天气预报的重要理论基础；青藏高原气象学理论，在中国气象业务中不仅是天气预报的重要基础之一，更是气候预报的主要基础；大气运动的风场和气压场的适应的尺度理论至今仍是天气分析和预报的主要理论基础之一。此外，他积极参与和指导建立中国气象业务系统，为中国气象局的“气象中心”、“气候中心”和“信息中心”的建立做出了实质性贡献。
学术论著
叶笃正共发表论文145篇，专著12部（1945-2003），其中被SCI核心刊物收录18篇，共被引用520次；国内论著136篇被引用743次（1989-2001）。
人才培养
叶笃正先生不仅在学术领域成为佼佼者，还培养了一批又一批的气象学家，中国科学院院士曾庆存、周秀骥、巢纪平、黄荣辉、吴国雄、李崇银等都是他的学生或者接受过他的指导。
1981年，被选为芬兰科学院外籍院士。
1982年，被授予英国皇家气象学会荣誉会员。
1990年，被授予美国气象学会荣誉会员。
2004年，获得了有“气象诺贝尔奖”之称的国际气象组织奖。
2005年，获得国家最高科学技术奖。
2007年2月，被授予感动中国2006年度人物荣誉称号。
2019年12月，入选“中国海归70年70人”榜单。
定力与信念，让他上下求索，天问的路上，生命融入科学。
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