美國國家大氣研究中心 NCAR - Part 1: 成立構想與UCAR的建立

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美國國家大氣研究中心 (National Center for Atmospheric Research, NCAR)，是全球最頂尖的大氣科學與地球科學的研究機構之一。NCAR 的研究人員與工程師團隊提供最先進的數值模式、觀測工具、與運算資源，來推動關鍵性的科學突破，其科研成果也用於保護民眾生命財產、推動經濟發展、與強化國家安全 (NCAR - Who we are)。


NCAR於1960年由美國國家科學基金會 (National Science Foundation, NSF) 資助成立，是 NSF 第一個資助成立的研究中心。從成立之初到現今，NCAR 由一個非營利法人機構「大氣科學研究大學聯盟」(University Corporation for Atmospheric Research, UCAR) 負責營運管理，是全球極少數由大學聯盟負責管理的國家研究中心。



Image source: https://www.ucar.edu/


NCAR 系列文 Part 1，來講 NCAR 的成立構想，以及 UCAR 的建立過程，主要參考 Hallgren (1974) 這篇文章，作者十分詳盡的紀錄 NCAR 和 UCAR 的成立經過。Part 2 預計來講 NCAR 的建立過程。


會想寫 NCAR 這個系列文，除了我跟 NCAR 有些交集以外，最主要的原因是2025年年底，美國川普政府的管理及預算局 (Office of Management and Budget) 局長 Russ Vought 在社群媒體 X 發文說川普政府正在著手解散 NCAR，主要因為它是 「全美最大的氣候恐慌主義來源之一」(https://x.com/russvought/status/2001099488774033692)。如果 NCAR 被解散，對美國乃至全世界的大氣科學研究和實務都是巨大衝擊，將造成難以彌補的傷害。在此 NCAR 危急存亡之秋，我想回頭了解一下 NCAR 的成立過程，看了一些文獻後，真心覺得 NCAR 和 UCAR 的成立極具遠見和實驗精神，十分了不起。


▋NCAR成立構想


二戰期間，美國軍方資助幾所大學成立軍用氣象人員訓練課程，訓練出上千位氣象人員投入戰場。這些氣象軍官的任務包括進行每天的天氣預報，範圍從北大西洋到南太平洋、從極區到熱帶，以及參與龐大軍事行動的戰略規劃，例如著名的諾曼第登陸。然而隨著二戰結束，氣象學的投入和研究發展逐漸式微，在二十世紀中葉，約有 90% 的美國氣象學家受僱於聯邦政府，主要從事天氣預報工作，而非對大氣進行基礎的大氣研究。氣象學是所有科學學科中，博士學位比例最低的領域之一 (NCAR - History)。


1956年，美國國家科學院 (National Academy of Sciences) 在國家研究委員會 (National Research Council) 底下成立「氣象委員會」(Committee on Meteorology)，其任務為「……思考並提出建議，以增進我們對大氣的理解與控制方法……」(“... consider and recommend means by which to increase our understanding and control of the atmosphere …”)。這個委員會由許多頂尖的科學家組成，主席為 Lloyd V. Berkner 和 Carl G. Rossby，成員有Horace R. Byers、Henry G. Booker、Jule G. Charney、Hugh L. Dryden、Carl Eckhart、Paul E. Klopsteg、Thomas F. Malone、John von Neumann、和Edward Teller等人 (Hallgren, 1974, p3)。(註： Rossby 和 von Neumann 不幸於1957年過世，未能完成氣象委員會的全部工作。)


1958年一月，氣象委員會發布一份初步報告，提出了三個方面的近況總結與建議 (Hallgren, 1974, p3-4)：


1. 研究方面──近況：現有氣象研究過於零散，且缺乏穩定的研究經費支持，需要跨學科的努力與大型研究設備。建議：對基礎研究的經費提高 50% 至 100%，並成立一個「國家大氣研究院」(National Institute of Atmospheric Research, NIAR；巧合的是，NIAR 反過來寫是雨 RAIN)，該院由多所大學組成的法人團體運作，營運經費由 NSF 提供。


2. 教育方面──近況：大學氣象學課程與教科書亟需修訂與改進， 獎學金與研究獎助金的數量也不足，也需要在國高中階段推動氣象學的教育工作，以及擴大氣象局 (Weather Bureau) 的教育計畫。建議：成立一個跨大學委員會，負責檢討課程設計、學生招募、獎助制度與教科書，該委員會或類似組織協助氣象局推動教育與人才招募計畫。


3. 人力方面──近況：90% 的在職氣象學家為政府僱員，許多是二戰的退伍軍人，擁有博士學位的氣象學家比例在所有主要科學領域中最低。建議：美國氣象學會 (American Meteorological Society) 應多舉辦氣象相關的活動，促進社會對氣象學的興趣。這些活動可以尋求聯邦政府的資助。


在氣象委員會的初步報告發布後的幾週內，十幾所大學和研究單位的代表、氣象局長 Francis W. Reichelderfer、和 NSF 代表等開了幾次會議討論成立 NIAR 的可能性 (Hallgren, 1974, p4-6)。據參與者之一的芝加哥大學代表 Horace R. Byers 回憶，他聽到 NIAR 的第一個想法是為什麼需要做這件事？因為很多大學如芝加哥大學、麻省理工學院等都已經在進行大型的研究計劃，他對成立 NIAR 的成效頗有疑慮；不少學校代表也有類似的疑慮，尤其擔心 NIAR 會競爭研究經費和搶走氣象人才 (UCAR/NCAR Oral History Collection, 1987, p2; Hallgren, 1974, p5)。最後經過投票，與會者發表聲明支持氣象委員會提出的報告，並請求美國國家科學院與各大學及相關機構協同合作，立即採取適當的組織性措施，推動並完成 NIAR 的設立 (Hallgren, 1974 p5)。


Byers 認為要推動 NIAR 的成立，一定需要芝加哥大學和麻省理工學院的支持和領導，因為這兩所大學是美國最早推動氣象學研究的機構之一，在氣象學領域很有經驗且深具名望。雖然他和麻省理工學院氣象學系系主任 Henry G. Houghton 都對 NIAR 有些疑慮，但他們決定試試看 (UCAR/NCAR Oral History Collection, 1987, p3)。Houghton 寫信給所有氣象學系的系主任，邀請他們來討論如何實踐氣象委員會的建議報告，尤其是提升大學的氣象學研究量能和建立 NIAR。在1958年二月的會議中，這些大學代表決定成立大學大氣研究委員會 (University Committee on Atmospheric Research)，由 Houghton 擔任主席，並在底下成立三個工作小組：Working Group on University Research、Working Group on Manpower、Working Group on NIAR，負責提出具體作為及推動相關工作 (Hallgren, 1974, p5-8)。


▋UCAR的成立


1958年二月到六月，大學大氣研究委員會十分忙碌，三個工作小組收集各種資訊和提出建議，也開始擬定 NIAR 的宗旨、定位、經費估算、人數等。為了具體落實各項建議，委員會成立一個「大學聯盟」 (Corporation of Universities)，該聯盟由參與大學組成，每所大學各派一名科學負責人與一名行政負責人 (Hallgren, 1974, p7-14)。


同年六月，委員會發表第一次進度報告 (First Progress Report)，該報告著重於大學在研究所層級所面臨的問題，以及敘述 NIAR 設立的必要性與效益、經費估算、和初步的時程規劃，預計 NIAR 在1965年以前要全面運作。報告中進一步建議成立一個由多所大學組成的法人機構，開始進行 NIAR 的規劃與後續運作 (Hallgren, 1974, p14-15)。


同年七月，籌組法人機構的第一場會議於賓州州立大學舉行，委員會中的14所大學皆派了科學與行政代表出席。委員會主席 Houghton 說明了擴大大氣科學研究的必要性、委員會的性質與其既有成果，以及成立一個法人機構以承接 NSF 或其他合約的必要性。會議中擬定了一份《大氣研究合作協議》(Agreement for Cooperation in Atmospheric Research) 草案，規劃成立一個非營利法人機構，透過以下方式來促進大氣科學研究 (Hallgren, 1974, p16-17)：


  1. 促進並支持各大學從事大氣研究。

  2. 發展大氣科學領域的人力資源。

  3. 組織並運作 NIAR。

  4. 協助各機構與個人在大氣研究及相關領域中的發展與進展。

  5. 促進並鼓勵對大氣各層面之知識的深化，同時推動本領域專業人員的教育與訓練。


各大學代表推舉 Thomas Malone 組織一個團隊來撰寫NIAR的計劃書，而他也承擔起這份重任。Malone 當時是 Research for the Travelers Insurance Company 的主任，也是美國國家科學院氣象委員會的委員之一。他說氣象委員會主席 Lloyd Berkner 希望能百分之百確定大學學界對於成立 NIAR 這一構想已達成共識，請他和 Jule Charney 之後前往各大學，與氣象學系的教授們充分討論這項提案，而他們也確實一一拜訪各大學跟教授們會面討論，都得到肯定的回覆 (Hallgren, 1974, p17-18; Dutton, 1985)。


由於協議需要經過各大學核准，協議中明訂須有至少半數成員 (七個) 簽署後才生效。1958年九月中，已有七所大學核准這個協議，之後也有其他大學陸續簽署。同年十二月，第一次的機構成立籌備會議在密西根大學舉辦，會中決定機構的名稱為「大氣科學研究大學聯盟」(University Corporation for Atmospheric Research, UCAR)，董事會 (Board of Trustees) 擁有並負責執行各項業務之權力與責任。每一個成員機構各派兩名董事，一名為科學代表、一名為行政代表，兩者皆由該機構的最高行政主管指派；此外，董事會可在年度會議中選出最多五名的不分區董事 (trustees-at-large)，董事的任期通常為三年 (Hallgren, 1974, p18-20)。


1959年3月16日，UCAR的公司設立證書於在德拉瓦州多佛 (Dover, Delaware) 完成申報，初始成員有14所大學。同年4月2日，首屆董事會於亞利桑那大學召開 (Hallgren, 1974, p23)。


The first meeting of UCAR’s 14 university members took place on 2 April 1959 at the University of Arizona, Tucson. For a larger version of this photo, see click here.


Front row (left to right): Michael Farrell (Pennsylvania State University), Theodore Wright (Cornell University), P. Stewart Macaulay (Johns Hopkins University), J. Robert Stinson (St. Louis University), A.W. Peterson (University of Wisconsin), Morris Neiburger (University of California, Los Angeles), Henry Houghton (Massachusetts Institute of Technology), Seymour Hess (Florida State University), Jerome Spar (New York University), Benjamin Nichols (Cornell University), Werner Baum (Florida State University), Horace Byers (University of Chicago), George Benton (Johns Hopkins University), A. Richard Kassander (University of Arizona), and Herbert Rhodes (University of Arizona).


Back row (left to right): Carl Floe (Massachusetts Institute of Technology), Gilbert Lee, Jr. (University of Michigan), Hans Neuberger (Pennsylvania State University), James Miller (University of California), Harold Work (New York University), Reid Bryson (University of Wisconsin), Dale Leipper (Texas A&M University), John Calhoun, Jr. (Texas A&M University), Thomas Malone (Travelers Corp.), and E. Wendell Hewson (University of Michigan).


Photo source: https://web.archive.org/web/20130930133727/http://www.ucar.edu/communications/quarterly/winter0809/first14.jsp


▋UCAR是宏大的實驗

 

美國大氣科學家們決定設立一個與各大學相關聯、但又不隸屬於任何單一大學、而由大學聯盟共同管理的國家級氣象研究中心 ，在當時是相當前衛的構想，直到現在也只有很少數的研究中心採取這種營運模式。UCAR的成立是一個宏大的實驗 (“Grand Experiment”)，創立者的理念很單純：透過合作，大學中的大氣科學研究可以更加有效 (Dutton, 1985)。


UCAR 的成立速度也非常令人驚嘆。1958年一月，美國國家科學院的氣象委員會發布初步報告，之後經過科學家、大學系所、政府單位等密集討論和凝聚共識，隔年 (1959年) 三月，UCAR正式成立。UCAR的成立過程絕非平順，UCAR重要推動者之一Byers在訪談中表示：


“我想強調的是，UCAR成立的構想，和科學史上許多重大事件一樣，一開始其實是遭到質疑的。像這樣規模宏大的構想，人們會想：「天啊，Lloyd Berkner 是不是瘋了？你們這些人是不是在做什麼瘋狂的事？」畢竟，大學在氣象學等領域本來就已經獲得相當良好的支持，因此要提出恰當而有說服力的論點，其實很不容易。


我認為，任何偉大的事物都不會一開始就轟轟烈烈地展開。當一個想法被提出時，它必然要經歷批評的洗禮，以及所謂的輿論或大眾觀感。我想，所有重大的事業大概都是如此，UCAR 的成立也不例外。回想起當年我們剛開始推動這個構想、努力向外界說明並爭取認同的那些日子，確實令人感到相當有意思。” (UCAR/NCAR Oral History Collection, 1987, p9)


UCAR 從一開始的 14 名大學成員，到現在 (2026年) 已有 129 名成員，幾乎涵蓋了北美所有設有大氣科學及相關地球科學的學術機構 (UCAR - member roster)。UCAR也有許多的國際合作成員，包括台灣的中央氣象署、台灣大學、中央大學、文化大學、以及成功大學 (UCAR - international affiliate)。


緊鑼密鼓籌劃 UCAR 成立的同時，NIAR 的籌劃也在進行中。UCAR正式成立前的一個月，1959年二月，Malone 和他的團隊成員 (William S. vo Arx、Jule Charney、和Roscoe R. Braham Jr.) 提交了名為《Preliminary Plans for a National Institute for Atmospheric Research--Second Progress Report of the University Committee on Atmospheric Research》的報告給UCAR成員和NSF主任 (這份報告後來被稱為 “Blue Book”)。這份報告重申並進一步闡述了第一次進度報告中關於 NIAR 的論述，同時也更詳細地描述了可能的科學研究計畫與初步規劃。研究計畫將聚焦於四個主要研究領域：大氣運動、大氣中的能量交換過程、大氣中的水物質，以及大氣中的物理現象。報告中亦納入了相當完整的研究院組織架構、設施規劃與經費估算 (Hallgren, 1974, p22)。


NIAR 後來更名為 NCAR。關於NCAR的成立經過留待下文介紹。

▋參考資料


Dutton, John A., 1985: The Grand Experiment: A Close and Productive Partnership. UCAR at 25, https://web.archive.org/web/20130726001743/http://www.ucar.edu/communications/ucar25/experiment.html


Hallgren, E. L., 1974: The University Corporation for Atmospheric Research and The National Center for Atmospheric Research 1960 - 1970. An Institutional History, accessed December 19, 2025, https://opensky.ucar.edu/islandora/object/archives:3055.


UCAR/NCAR Oral History Collection, 1987:Interview of Horace R. Byers, https://aspace.archives.ucar.edu/repositories/2/archival_objects/15


NCAR - History, https://ncar.ucar.edu/who-we-are/history


UCAR - History, https://www.ucar.edu/who-we-are/history


UCAR at 25, https://web.archive.org/web/20130726035205/http://www.ucar.edu/communications/ucar25/index.html


UCAR at 50, https://opensky.ucar.edu/islandora/object/archives%3A8841?absolute=1&language=en


The first 14, UCAR members mark their golden anniversary, https://web.archive.org/web/20130930133727/http://www.ucar.edu/communications/quarterly/winter0809/first14.jsp


陳愷昀, 2025: 從「氣候警報主義」到政治清算？川普政府宣布拆解美國最大大氣研究中心NCAR，引爆科學與權力的正面衝撞，DQ地球圖籍隊，https://dq.yam.com/post/16784。