Warren Washington in 2018. Image from wiki, https://en.wikipedia.org/wiki/Warren_M._Washington
Warren Washington receives the National Medal of Science from President Barack Obama. Image from https://x.com/NCAR_Science/status/1848451047796445624/photo/1.
Warren Washington (1936-2024; 享壽88歲) 是著名美國氣象學家，氣候模擬領域的先驅之一。1960年代他與日本氣象學家Akira Kasahara在美國國家大氣研究中心 (National Center for Atmospheric Research, NCAR) 發展氣候模式，並分享給社群，奠定NCAR在社群氣候模式的基礎。對Akira Kasahara的故事有興趣的話，可以看我之前的文章：Akira Kasahara: NCAR氣候模式的建立者。
Washington擔任過五位美國總統的科學顧問 (卡特、雷根、老布希、柯林頓，以及小布希)、國家科學委員會 (National Science Board) 主席，2010年獲頒美國科學最高榮譽的國家科學獎章 (National Medal of Science)。美國氣象學會 (American Meteorological Society) 於2020年成立Warren Washington Research and Leadership Medal，他的博士班母校賓州州立大學 (Penn State University) 將一棟學校建築命名為 Warren Washington Innovation Building。
他是第二位獲得氣象學博士學位的非裔美國人 (第一位是Charles E. Anderson，1960年在麻省理工學院獲得氣象學博士)。在他少年時期，美國有嚴重的種族歧視問題，各類民權運動十分興盛。他整個職涯都積極鼓勵非裔美國人和其他少數族裔投入氣象學和其他科學領域，以及推動相關的教育計畫與推廣行動，致力於培育多元化的大氣科學人才社群。
Warren Washington的成就和影響非常廣泛深遠，系列文 Part 1 來講他的家庭背景跟少年時期，還有從大學到博士的求學過程。Part 2 預計講他在NCAR的研究工作和經驗，以及他擔任國家科學顧問和推動社群服務的心得。
＊Warren Washington生平簡介
1936 Born in Portland, Oregon, USA
1958 B.S. in Physics, Oregon State College (now Oregon State University)
1960 M.S. in Meteorology, Oregon State College
1963 Ph.D. in Meteorology, Pennsylvania State University
1963-2018 Research Scientist, National Center for Atmospheric Research (NCAR)
2024 Died at age 88 in Denver, Colorado, USA
＊獎項和榮譽 (部分)
1997 Biological and Environmental Research Program Exceptional Service Award, U.S. Department of Energy
1997 National Academy of Sciences’ Portrait Collection of African Americans in Science, Engineering, and Medicine
2000 Charles Anderson Award, American Meteorological Society
2003 Fellow, American Philosophical Society
2006 Fellow, American Meteorological Society
2007 Lifetime Achievement Award, U.S. Department of Energy
2007 Charles Franklin Brooks Award, American Meteorological Society
2008 Jule G. Charney Award (with Gerald Meehl)
2009 Fellow, American Academy of Arts and Sciences
2010 National Medal of Science (highest US scientific honor), "for his development and use of global climate models to understand climate and explain the role of human activities and natural processes in the Earth's climate system and for his work to support a diverse science and engineering workforce."
2010 Warren Washington Special Symposium, American Meteorological Society Annual Meeting
2016 NCAR Distinguished Scholar
2019 Warren Washington Innovation Building, Penn State University
2019 Tyler Prize for Environmental Achievement (shared with Michael Mann)
2020 Warren Washington Research and Leadership Medal, American Meteorological Society
＊榮譽博士學位
2006 Oregon State University
2008 Bates College
＊社群服務 (部分)
1978-1984 Member, President's National Advisory Committee on Oceans and Atmosphere
1990-1993 Member, Secretary of Energy’s Advisory Board
1990-2019 Member, Biological and Environmental Research Advisory Committee (BERAC). Chair the BERAC Subcommittee on Global Change from 1996 to 2006.
1994-1995 President, American Meteorological Society
1995-2006 National Science Board. Chair from 2002 to 2006.
1998-2002 Member, National Oceanic and Atmospheric Administration Science Advisory Board
▋家庭和少年時期
Warren Washington於1936年8月18日出生於美國奧勒岡州的波特蘭，他在五兄弟中排行老三。他的祖父因掏金熱從維吉尼亞州到加州工作，主要在舊金山負責修理門鈴，也曾在聯合太平洋鐵路 (Union Pacific Railroad) 與南太平洋鐵路 (Southern Pacific Railroad) 擔任臥鋪車廂的服務員。Washington的祖父非常重視教育，在那個上大學極其困難的時代，他讓自己所有的孩子都上大學，也鼓勵Washington和他的兄弟上大學 (Droessler, 1990, p13)。
Washington的父親Edwin大學就讀阿拉巴馬州的泰拉迪拉學院 (Talladega College)，那是一所非常優秀的私立小型非裔美國人大學。雖然Edwin是黑人，但他的膚色相對白皙，在南方生活總感到不自在，因此，他畢業後立刻前往奧勒岡州工作和生活。他原本想成為一名學校老師，但即使他有大學學歷，奧勒岡州規定不能聘用非裔美國人當老師，直到1950年代才解禁。Edwin後來去南太平洋鐵路公司擔任餐車服務員。在當時的1920年代，非裔美國人常常無法找到與自己學歷相符的工作，因此許多人轉而投身鐵路工作。那時候大多數列車上的餐車服務員都有大學學歷，可能因為鐵路公司覺得他們受過教育，禮貌得體、應對得宜，適合與乘客互動。對Edwin來說，這份工作薪水尚可，還有退休金福利，足以養家餬口，他五個小孩也都上大學 (Droessler, 1990, p14; Petersen, 2015, p3)。
Washington的母親Dorothy來自德州Weatherford小鎮，後來整個家族搬到奧勒岡州，她和兩位姐妹與一位弟弟都上了大學。她就讀奧勒岡大學 (University of Oregon)，但當時非裔美國女性不能住在宿舍裡，所以她必須寄住在一個家庭中，還要擔任女傭。那段時間對她來說非常難熬，寄宿家庭也對她並不友善，她大概唸了一年半左右就休學，沒有完成學業。跟Edwin結婚後她擔任家庭主婦，後來投身護理工作，成為一名護理師 (Petersen, 2015, p3)。
在Washington少年時期的1950年代，美國社會上還是有許多歧視黑人的行為，例如有些餐廳和旅館不讓黑人進去。Washington一家住在波特蘭的Roslyn Street，那一帶的非裔美國人很少，但大多是非常傑出的人物，例如第一位在科羅拉多大學醫學院接受教育的非裔美國人醫生Randalls、波特蘭的黑人民權組織Urban League的創立者之一的Berry先生。即便如此，他長大後母親跟他說，當他們買下房子後，他父親曾經坐在屋前，手裡拿著槍，因為當時有很多人對他們搬進這個社區感到憤怒 (Petersen, 2015, p4-5)。
據Washington回憶，他在成長過程中並沒有感受到太多直接的歧視，雖然他記得經常會被路過的車裡人叫「黑鬼」(nigger)，不過他認為父母親早就讓他們做好心理準備，讓他們明白面對這種人最好的做法就是盡量避開，不要起衝突或對抗。1950年代全國有色人種協進會 (National Association for the Advancement of Colored People, NAACP) 和其他組織致力推動禁止這類的歧視行為，他高中時也擔任當地NAACP青少年分會的副主席，辦了籃球或一些活動讓年輕人參與黑人民權運動，但他覺得自己在民權運動只扮演很小的角色 ((Petersen, 2015, p4-5)。
Washington高中時，他在數學方面表現得相當不錯，像是代數、三角函數等，不過真正讓他走上科學道路的重要推手是化學老師Pebbles和物理老師Woods。Pebbles從不直接告訴學生答案，而是讓學生自己去尋找。Washington有一次問Pebbles：「為什麼玉米是黃色的？為什麼蛋黃是黃色的？」，Pebbles說「你何不自己去找出答案呢？」("why don't you find out?")，於是他去查了很多資料想要弄清楚為什麼，算是他人生中的第一個研究計畫。對他來說，能自己發現答案，而不是聽別人告訴他答案，是一個非常令人興奮的經驗，他覺得這樣的探索過程很重要。當他上了物理老師Woods的課，他覺得突然之間世界彷彿徹底改變了，他被物理深深吸引，數學等一切知識也都開始有了連結和意義。當他高中畢業時，他非常確定自己想唸物理、想主修物理 (Droessler, 1990, p13-14; Petersen, 2015, p4)。
此外，Washington很喜歡讀一些科學家或工程師的傳記類書籍，像是愛因斯坦、傑出的非裔美國科學家George Washington Carver等人。閱讀這些傳記對他來說非常激勵，因為他發現這些人很多都來自普通的家庭，他們的成功並不是因為家境富裕或其他特權，所以他很早就產生了一種感覺——「嘿，我也能做到」的心態 ("gee, I can do this") (Petersen, 2015, p5)。
▋大學和碩士——奧勒岡州立學院
Washington高四那年在好撒瑪利亞人醫院 (Good Samaritan Hospital) 打工洗碗，時薪還不錯，他靠這份工作存錢買了一台二手老車。有一天他問醫院的營養師能不能給他一些選大學的建議，營養師說奧勒岡州立學院 (Oregon State College，現在的奧勒岡州立大學 Oregon State University) 所在的Corvallis地區也有一家好撒瑪利亞人醫院，她可以問問看那邊有沒有打工機會，後來Washington就過去了。他主要幫忙雜務，如洗碗、搬病人、甚至還要維持鍋爐運作。因為這份工作的位置關係，他選擇就讀奧勒岡州立學院，同時也繼續在醫院打工，直到大學畢業 (Petersen, 2015, p5)。
當時奧勒岡州立學院約有五千名學生，但只有十幾位黑人學生，絕大多數都在美式足球校隊，主修物理的Washington顯得很異類。但他有一個額外的好處：儘管他很瘦只有60幾公斤，多數人仍以為他是校隊成員，所以他常常免費進場看體育比賽 (Droessler, 1990, p15; Pandya and Andersen, 2008, p2; Petersen, 2015, p6)。
奧勒岡州立學院物理系的師資非常優秀，班級規模很小，每一屆大概七、八個人，他們學了所有基礎與進階的物理課程，也可以修Fred Decker教授開的氣象學課程。Washington還修很多數學課，多到足以拿一個數學學士學位。Washington覺得自己需要懂所有的東西，不能只專精一個領域。他之後也把這樣的習慣帶進氣象學，他想要懂所有氣象學領域的知識，保持全面涉獵的習慣，雖然他不是在每個領域都是專家，但他自認可以為大氣科學幾乎所有領域寫教科書 (Petersen, 2015, p7)。
Washington大學期間，除了繼續在醫院打工，他也搬進費用較低廉、但每個人都有工作任務的合作宿舍 (cooperative)，這樣他打工的薪水就能負擔生活開銷，也讓父母不用出太多學費。此外，因為他是少數幾個有車的學生，他會開車到附近山上跟自行釀酒的老人買酒，一塊錢買一加侖，然後回學校用五塊錢一加侖賣出去，賺一些額外收入。幸好他從來沒被校方抓到，大概是因為消息來源都很保密，沒有出賣他 (Petersen, 2015, p6 & 9)。
當Washington大學畢業後，決定繼續攻讀碩士。他碩班期間在Decker教授那邊工作，在Marys Peak山頂上擔任雷達操作員，並且將資料做成微縮膠捲 (microfilm) 帶回學校。他學到一些雷達和氣象方面的知識，但他了解自己不大想擔任實務型氣象學家，他比較喜歡理論和數學，想投入相關的研究 (Droessler, 1990, p15; Petersen, 2015, p9-10)。
碩班暑假 (1959年)，Washington在加州的史丹佛研究所 (Stanford Research Institute) 找到一份數學工作，加入Manfred Holl的團隊。Holl剛從加州大學洛杉磯分校 (UCLA) 取得氣象學博士學位，就學期間受到當時一些頂尖理論氣象學家的指導。Holl的團隊正在嘗試建立一個大氣的數值模式，當時他們還沒有電腦，所以找Washington用手算或使用Marchant計算機來協助計算。Washington也因此開始理解如何建立氣象數值模式，如何進行分析，以及如何為模式準備資料等工作，這段經歷讓他決定投入大氣科學中的計算領域 (Droessler, 1990, p15; Pandya and Andersen, 2008, p3-5; Petersen, 2015, p9)。
Washington的碩士論文題目是研究山脈上空產生的波狀雲 (wave cloud)，理解它們的形成與特性，例如降雨時這些波狀雲如何變化，他的碩士論文也使用到電腦來解數學方程式。因為Washington紮實的物理和數學背景，進行氣象學研究和寫論文沒有遇到太大困難。他說他碩士班最緊張害怕的時刻是一場研討會的報告，一方面是他第一次在研討會報告，但主要因為他的報告跟氣象數值模式的鼻祖之一Jule Charney排在一起，當他報告時Charney就坐在第一排聽 。Charney對他的報告沒有提出任何批評，這讓他感到非常振奮，也建立起一些自信(Petersen, 2015, p11)。
Washington認為在奧勒岡州立學院的求學經驗對他十分重要，那裡給他一個良好的學習環境，他獲得了所需要的教育，在他日後的成就中發揮了實際作用。雖然他承認作為少數黑人族群，在學校的確會面臨一些問題，但他從不覺得那些問題嚴重到讓他想轉學，或是不推薦那所學校 (Petersen, 2015, p12)。
Washington拿到碩士後，Manfred Holl鼓勵他繼續攻讀博士，他申請了幾所學校，最後去賓州州立大學 (Penn State University) 攻讀氣象學博士。
▋博士——賓州州立大學
Washington會去賓州州立大學，主要是被Hans Panofsky教授的研究計劃吸引。
Hans Panofsky. Image from Bulletin American Meteorological Society, https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/69/9/1520-0477-69_9_1088.pdf
Hans Panofsky (1917-1988) 是猶太人，父親是著名藝術史學家Erwin Panofsky。1934年，Panofsky一家逃離納粹政權移民美國，隔年Erwin受邀加入普林斯頓高等研究院 (Institute for Advanced Study)，在那任職直到過世。Erwin的鄰居和好朋友是愛因斯坦，Hans和弟弟Wolfgang常常聽兩位偉大學者極其豐富而深刻的對話。
Hans於1938年在普林斯頓大學取得天文學學士學位，並以最高榮譽 (summa cum laude) 畢業。隨後他前往加州大學柏克萊分校繼續深造，於1941年完成天文學博士學位。他先後在Wilson College和紐約大學 (New York University) 任教，還在紐約大學的二戰軍用氣象人員訓練課程擔任講師，他也參與了John von Neumann在普林斯頓高等研究院的數值天氣預報計劃。1951年，Hans來到賓州州立學院任教 (Pennsylvania State College，後來改名為賓州州立大學 Pennsylvania State University)，強化和擴張該校的氣象學學程。
Hans的主要研究貢獻在大氣邊界層與亂流領域，1976年獲頒美國氣象學會最高榮譽的Carl-Gustaf Rossby Research Medal，“for his many fundamental contributions to the understanding of turbulent processes and the links between small-scale and large-scale dynamics in the atmosphere.”
Hans Panofsky的生平可以參考 Encyclopedia - Panofsky, Hans Arnold。
Hans當時有一個空軍資助的小型研究計劃，來進行數值天氣預報與分析的研究。具體來說，如何把水平分布不均的觀測資料轉換成規則間距的網格資料，然後放入數值模式進行計算？例如，無線電探空儀從世界各地 (通常是在某些大城市) 收集的資料，或者野外觀測實驗在海洋或其他地區量測到的數據，這些數據往往在空間上分布不均勻，該如何將這些不均勻的觀測資料轉換成固定間距的網格資料？這在數學上是很大的挑戰。Washington對這個計畫十分有興趣，就來到賓州州立大學加入Hans的研究團隊 (Droessler, 1990, p15; Pandya and Andersen, 2008, p3; Petersen, 2015, p13-14)。
Washington根據最小平方法的概念設計出一個方案，把空間不均勻的資料內插到網格上。為了驗證這個方案的可行性，他用Fortran寫一個模擬平流層的電腦模式，把實際觀測到的平流層大氣資料轉換成網格資料，然後放入模式中進行模擬，把整個流程都做完。他說，一般研究生不會全部做完這些工作，但他覺得必須了解整體，而不只是其中的部分，這樣才能真正有所貢獻。他花了兩年時間完成這些工作，然後在第三年寫完博士論文，總共只花了三年就拿到了賓州州立大學的氣象學博士學位 (Petersen, 2015, p14)。
從指導教授Hans Panofsky身上，他學到很多寶貴的東西。
他說Hans是非常聰明且有能力的人，對研究和教學充滿熱情，而且總是很從容、很溫和，也非常支持和鼓勵學生。他說Hans聰明到幾乎讓人感到害怕，他有兩個很深刻的印象。一是在系務會議中，當討論誰要教哪門課時，不管什麼課Hans都舉手說他可以教。每次上課，Hans走進教室問學生上次講到哪裡，然後就直接走到黑板前開始寫，完全不帶講義或筆記。二是他有次在走廊看到Hans跟秘書直接口述一本書的內容，完全不需要看任何筆記，令他十分敬佩和驚訝 (Droessler, 1990, p15; Pandya and Andersen, 2008, p5; Petersen, 2015, p13-14)。
Hans的指導風格是讓學生自由發揮，但如果學生偏離了方向，他就會找學生談談，引導他們回正軌。他認為博士學位應該是學生自己要完成的事情，而他的角色是協助，而不是直接指派一個題目。例如他會問學生：「你想研究什麼？」如果學生說想做天氣預報、想建立電腦模式，他就會說：「那你去讀讀這些資料，看看怎麼做吧。」他希望學生自己思考也自己動手做，並且每週來和他聊聊。討論問題時他會指出幾個可能的角度，鼓勵學生自己去思考 (Droessler, 1990, p15; Pandya and Andersen, 2008, p5; Petersen, 2015, p13-14)。
Washington非常喜歡也很適應Hans的指導風格，他覺得這是指導博士生的正確方式，也以類似的方始指導他自己的學生，傳承Hans的指導精神 (Pandya and Andersen, 2008, p5)。
Washington畢業後，來到剛成立的NCAR，開啟他璀璨的職涯。他在NCAR的研究工作和經驗，以及擔任國家科學顧問和推動社群服務的心得，留待下文介紹。
▋參考資料
Bamzai, Anjuli S. (2024). An Epic Odyssey: Celebrating Warren Washington (1936–2024).
https://blog.ametsoc.org/2024/11/19/an-epic-odyssey-celebrating-warren-washington-1936-2024/
NCAR - A Short Biography of Warren M. Washington: NCAR Climate Scientist
https://www.archives.ucar.edu/exhibits/washington/bio
Petersen, C. (Interviewer). (2015, May 29). A pioneer of climate modeling: Warren Washington oral history interview [Interview transcript]. Oregon State University Libraries Special Collections and Archives Research Center. http://scarc.library.oregonstate.edu/oh150/washington/
Petersen, Chris. (2022). Warren Morton Washington (1936–2024). The Oregon Encyclopedia. https://www.oregonencyclopedia.org/articles/washington-warren/
Droessler, Earl (Interviewer). (1990, October 8). Interview with Warren M. Washington [Interview transcript]. University Corporation for Atmospheric Research / American Meteorological Society, Tape Recorded Interview Project. UCAR Tape 73–74.
https://aspace.archives.ucar.edu/repositories/2/archival_objects/265
Pandya, Rajul, and Aaron Andersen (2008, October 22). Interview of Warren M. Washington [Interview transcript]. American Meteorological Society / University Corporation for Atmospheric Research, Tape Recorded Interview Project. https://voices.nmfs.noaa.gov/warren-m-washington
Washington, W. M. (2012). Odyssey in climate modeling, global warming, and advising five presidents (3rd ed.). CreateSpace Independent Publishing Platform. Amazon link. https://www.amazon.com/-/zh_TW/Odyssey-Climate-Modeling-Advising-Presidents-dp-1475106548/dp/1475106548/ref=dp_ob_title_bk
▋Youtube影片
Meteorology & Climate Pioneer, Dr. Warren Washington
https://www.youtube.com/watch?v=bvJ4jTy2mTk
Warren Washington - A Pioneer in of Weather and Climate Modeling
Warren Washington, NCAR Distinguished Scholar, Presentation 2016