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国家最高科学技术奖 | 曾庆存:摘得全球气象界最高荣誉 让天气预报告别“看天”

来源:新民晚报     记者:郜阳     作者:郜阳     编辑:任天宝     2020-01-10 10:42 | |

【人物小传】

曾庆存,中国科学院院士、中科院大气物理研究所研究员。1935年5月4日生于广东阳江;1956年毕业于北京大学物理系;1961年获苏联科学院数理科学副博士学位。他坚守我国气象领域研究60余年,是世界气象科学领域最早应用原始方程进行数值天气预报的研究者之一,也是我国最早从事气象遥感卫星研究的科学家之一。

图说:2019年度国家最高科学技术奖获得者曾庆存 新华社记者 金立旺 摄

每天出门前,你有看天气预报的习惯吗?你有没有想过,这些预报是如何产生的呢?

这离不开一位中国人的贡献——上世纪60年代,曾庆存首次提出了求解原始方程的“半隐式差分法”,这一方法至今在数值天气预报、气候预测以及地球流体力学中被广泛应用。

他自称是“气象科学的老战士”,尽管已经84岁了,可只要身体条件允许,曾庆存还是会坚守科研一线,一如过去的六十个春秋。他始终记得研究生毕业时自己写下的诗:“温室栽培二十年,雄心初立智驱前。男儿若个真英俊,攀上珠峰踏北边。”

图说:曾庆存在AMS大会上发言 来源/中科院大气物理研究所(下同)

物理生转行学气象

2016年,已是耄耋之年的曾庆存被授予第61届国际气象组织奖,这是全球气象界的最高荣誉。时间倒回70年前,这位刚刚踏进中学校门,只想当个乡村教师赚钱贴补家用的少年恐怕不会想到,若干年后自己会在新中国气象史上留下浓墨重彩的一笔。

出生广东农家,曾庆存家里很穷,靠父母和姐姐承担繁重的劳动,他才读到了中学。新中国成立,让他有了接受高等教育的机会。1952年,他考入北京大学物理系。那时起,国家需求排在了曾庆存学术清单上的首位。

1954年的一场晚霜,冻死了河南近四成的小麦,严重影响了当地的粮食产量,老百姓也吃不饱肚子。这件事对他触动很大,“如果能提前预判,做好防范,肯定能减少损失。”后来,学校安排一部分学生改学气象学专业,曾庆存毫不犹豫地答应了。

曾庆存在学习、科研中有股不服输的劲儿。大学毕业后,他被选派进入苏联科学院应用地球物理研究所学习。他发现自己数理基础比别人差,就借了书从第一页开始硬“啃”,不久追上了同学们的脚步。

图说:曾庆存与学生在野外科考

气象预报准确率提升至61%

早期的天气预报,除了简单的地面观测设备,很大程度依赖预报员的经验。上世纪50年代,美国气象学家利用计算机制作了第一张24小时天气形势预报图,数值天气预报一词正式使用。

在苏联留学时,曾庆存加入了对数值天气预报的研究行列。他发现,影响数值预报准确率的一个重要因素是各种天气参数繁多且尺度不同,难以建立一套科学有效的计算方法。“能否隐去对方,先各自计算气象参数,再加以整合。”那个年代,计算机可是个宝贝。曾庆存每天只有10个小时的上机时间,而且是在深夜。在导师指导下,曾庆存白天用纸算,晚上带着纸条上机验证。

功夫不负有心人,1961年,曾庆存首创“半隐式差分法”数值预报,让天气预报从望天看云的民谚和经验,转变为应用更可靠的科学理论和数据。很快,这项成果在莫斯科世界气象中心得到应用,预报准确率提高到了61%。但曾庆存没有留下来享受荣誉和掌声,他选择回到了祖国的怀抱。“国家需要我回去搞建设!”

盼国人登顶科学高峰

回到祖国的曾庆存不仅继续数值天气预报的研究,还开创性地把大气遥感问题发展成系统理论,他提出的“最佳信息层”理论,为卫星遥感通道的选择提供了重要指引。他主持设计的大气环流模式、海洋环流模式和气候系统模式成功用于气候模拟研究与我国跨季度旱涝预测。

在北京怀柔科学城,由曾庆存等科学家倡导的地球系统数值模拟装置已经开工。未来,通过数值模拟手段,可以研究地球系统各圈层之间相互联系、相互作用的机制以及地球系统变化的规律和机理,将气候预测拓展到对地球系统的整体模拟和预测。

他常说,“我一直在努力攀登科学的山峰,但种种原因所限,我没能登上顶峰,大概只在八千六百米处初步建立起了一个营地,供后来者继续攀登,尤其希望国人有志登顶,寄厚望了。”

新民晚报记者 郜阳

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