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    曾庆存:让天有“可测”风云

    2020-1-14

    人物介绍

    曾庆存,19355月出生于广东省阳江市,中国科学院大气物理研究所研究员,国际著名大气科学家、全国劳动模范、全国先进工作者、第十三和十四届中共中央候补委员;曾任大气物理研究所所长,中国气象学会理事长、中国工业与应用数学学会理事长。

    1980年,曾庆存当选中国科学院学部委员(院士);1994年当选俄罗斯科学院外籍院士;1995年当选发展中国家科学院院士;2014年当选美国气象学会荣誉会员(该学会最高荣誉);20166月,获得世界气象组织的最高荣誉——国际气象组织奖;2020110日,获国家最高科学技术奖。

    曾庆存为现代大气科学和气象事业的两大领域——数值天气预报和气象卫星遥感做出了开创性和基础性的贡献,为国际上推进大气科学和地球流体力学发展成为现代先进学科做出了关键性贡献,并密切结合国家需要,为解决军用和民用相关气象业务的重大关键问题做出了卓著功绩。

     

    人物声音

    曾庆存说:“党和国家的需要,就是我的第一选择。

     

    人物故事

    温室栽培二十年,雄心初立志驱前。男儿若个真英俊,攀上珠峰踏北边。”1961年,曾庆存从苏联留学回国时写下这首《自励》诗,立志不辜负国家的培养,要攀上大气科学的珠穆朗玛峰。

    如今,不负初衷,曾庆存在数值天气预报、地球流体力学、卫星大气红外遥感、气候与环境科学、自然控制论等领域取得了一系列突出成就,用丰硕的成果回报了他挚爱的祖国和人民。

    敢挑最硬的骨头

    如今,随着气象观测与预报技术的不断进步,人们切身体会到:天气预报越来越准了——全国24小时晴雨预报准确率达87%,暴雨预警准确率提高到88%,强对流预警提前量达38分钟,可提前34天对台风路径做出较为准确的预报……

     

    而这背后,曾庆存功不可没。

    他是国际数值天气预报的奠基人之一,首创半隐式差分法,在国际上首次成功求解斜压大气原始方程组,能预报出描述大气运动的风速、风向、温度和湿度等变量。半隐式差分法和此后又创新的平方守恒法等,至今仍是世界数值天气预报和气候预测的核心技术。

    在数值天气预报时代到来之前,人们主要凭借经验来预测和判断天气。后来,虽然有了各种气象仪器,以及无线电技术的辅助,可以使得各地的气象观测数据及时汇总到一个中心,绘成天气图。但这种天气图法的预报在很大程度上仍需要依赖于预报员凭经验做出主观判断。

    曾庆存记得,大学期间在中央气象台实习时,常常看到气象预报员们废寝忘食地守候在天气图旁,进行分析判断和发布天气预报的情景。

    每一次发布预报时,预报员们心里都没有把握。曾庆存说。

    如何让天气预报更精准?当时各国气象学家都在积极探索。

    1946年,世界上第一台通用电子计算机“ENIAC”诞生。发明者认为如果大额数据计算问题得以解决,将有利于天气预报的突破。1950年,美国一位气象学家就使用“ENIAC”,做出了第一张24小时天气形势预报图,数值天气预报一词正式使用。

    曾庆存说:所谓数值预报,就是根据大气动力学原理建立描述天气演变过程的方程组(数学模型),然后输入大气状态初值和边界条件,用计算机进行数值求解,预测未来天气。

    数值天气预报诞生之初,准确率并不高,在实际业务中还不能应用,亟须在原始方程研究方面取得突破。

    1956年,在苏联学习期间,曾庆存加入对数值预报的研究,选择了应用斜压大气动力学原始方程组做数值天气预报的课题。这是一道时人不大敢问津的世界著名难题。所有的师兄都反对,认为我很可能研究不出来,最后连学位都拿不到。曾庆存说。

    然而,曾庆存从小就有一股子不服输的劲头,越是难的硬骨头越要好好

    于是,在导师的指导下,曾庆存开始全力攻坚。

    他研究发现,原始方程难以求解的一大重要原因,就是大气运动具有不同的尺度,时刻都在变化,且包含风速、风向、温度、湿度和气压等各种天气变量,难以建立一套科学有效的稳定计算方法。我后来想到,何不化繁为简,按照大气运动过程的快慢,隐去一方,分别计算,再加以整合

    经过努力,1961年,曾庆存首创出半隐式差分法数值预报。这项成果立即在莫斯科世界气象中心应用,预报准确率前所未有地提升到60%以上。自此,数值预报成为天气预报的主要方法。

    国家需求始终排第一

    在曾庆存的学术清单上,国家需求始终是排在第一。

    19355月,曾庆存出生在广东阳江的一个贫穷的农民家庭。虽然家境贫寒,但父亲曾明耀非常重视子女的教育,曾庆存学习很努力,成绩名列前茅。

    1952年,曾庆存考入北京大学物理系,服从国家需要学习气象专业。

    曾庆存说:当时,学校提出让我们一部分学生改学气象专业,我毫不犹豫地答应了。

    之所以这么果断地答应转气象专业,曾庆存说一是因为当时新中国刚成立不久,亟需气象科学人才;二是源于自己的亲身经历,幼时家贫,对人民群众生活和农业生产受天气和气候影响有深切感受。

    后来有一件事让我更加坚定了学习气象专业的信心。1954年的一场晚霜,把河南40%的小麦冻死了,严重影响了当地的粮食产量,老百姓吃不饱肚子。如果能提前预判天气,做好防范,肯定能减少损失。

    1970年,曾庆存又一次服从国家发展需要,暂时中止自己正在进行的研究工作,转而去从事当时在国际上兴起、中国尚是空白的气象卫星和大气遥感相关研究工作。

    曾庆存说:做卫星其实是很难的。没有经验可参考,资料也很少,还要经常下工厂。但因为是国家需要的,所以不管怎么样都要把它搞出来!

    最终,在不懈努力下,曾庆存带领团队解决了卫星大气红外遥感的基础理论问题。此后,他又利用一年时间写出长达30万字的《大气红外遥感(测)原理》一书,于1974年出版。这是当时国际上第一本系统讲述卫星大气红外遥感定量理论的专著,其中一些理论直到现在,都在中国和世界气象卫星遥感和资料应用中被广泛应用。

    卫星是发现灾害性天气最主要、最重要的手段,自从我们有了气象卫星之后,中国大陆的台风监测一个都没漏掉。曾庆存很欣慰。

    激励后来者继续攀登

    曾庆存不仅是一位优秀的科学家,还是一位推动我国科研发展的杰出领导者。

    1984年,年仅49岁的曾庆存,挑起了中国科学院大气物理研究所所长的重任。然而,刚一上任,迎接他的就是巨大的困难和挑战。

    20世纪80年代初期,我国基础研究正处于极其困窘的境地:国家经济落后投入少,人们也没意识到基础研究的重要性。大气所缺少科研经费,实验室极其简陋,资料没钱买,设备没钱更新,生活条件就更不必说了。在这样的状况下,整个所里人心涣散。

    曾庆存看在眼里,急在心上。

    原中国科学院党组副书记郭传杰至今还记得,32年前他到大气所调研时,曾庆存为基础研究和大气所发展奋力疾呼的场景。

    他说,大气研究是对国家安全、民生等非常重要的领域,希望国家能够重视基础研究,让我们的科研人员能够有一个安心的环境来工作。

    郭传杰坦言,那次曾先生的发言让他有一种振聋发聩的感觉,也让自己肩上有了一份要推动国家基础研究大力发展的责任。

    此后,在担任所长的9年间,曾庆存身体力行,历尽艰难。在他的带领下,大气所上下一心,顺应改革形势以及世界大气科学的发展趋势,到达了一个新的辉煌高度。他开创和领导的大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室”“大气边界层物理和大气化学国家重点实验室国际气候与环境科学中心,短短几年便在国际上颇有名气,成为我国大气科学基础研究的中坚力量。

    在引领和指挥大气科学大方向的同时,曾庆存还不忘言传身教,为我国气象事业培养了一批又一批优秀研究生和青年学者,这些人中的大部分已经成为国家大气科学研究和业务领域的骨干和顶尖人才。

    曾庆存教导学生,做学问要做深做透,不能浅尝辄止。为此,他以身作则,每次修改学生论文,必仔细斟酌修改多次。他的学生都有过这种经历:曾先生修改后的论文草稿都是密密麻麻又有加页的,需认真思考才能读懂。

    此外,曾庆存还特别注重学生的数理基础,注重多学科的交叉融合。他带过的研究生和博士后中,除了来自大气科学专业背景的外,还有来自基础数学、应用数学、物理学、力学、海洋科学、控制论和环境科学等领域的。

    正源于曾庆存的悉心指导和严谨治学,很多他带过的学生如今正一步步成长为科研骨干,在国内外气象领域不断崭露头脚。

    在埋头科研之余,曾庆存也写得一手好诗和好文章。虽然许多人将科学和艺术看作两个完全不同的领域,但他指出无论科研还是写作,都离不开理性思维和形象思维二者的相互配合。在曾庆存看来,做学问也是要讲求美的,枯燥无味的学问不是好学问

    谈及中国大气科学的未来,耄耋之年的曾庆存充满信心,并寄予厚望。

    我曾立志攀上大气科学的珠峰,但种种原因所限,没能登上顶峰,大概只在8600米处建立了一个营地,供后来者继续攀登。真诚地希望年轻人们勇于攀登,直达无限风光的顶峰。(人民日报)



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