曾庆存:让天有“可测”风云
在数值天气预报时代到来之前,人们主要凭借经验来预判天气。古人常常通过观察云和风来预判天气,并逐渐总结出一些规律,到后来,虽有了各种气象仪器以及无线电技术的辅助,但很大程度上还是依赖于预报员的个人经验。
1954年,曾庆存在北京大学学习物理。那年,一场晚霜冻死了河南近一半的小麦,严重影响了当地的粮食产量。曾庆存深深体会到天气、气候对农业收成的重大影响。当时,由于气象科学人才稀缺,北大物理系安排一部分学生去学习气象学专业,他欣然服从。
本科毕业后,曾庆存被选派到苏联科学院继续学习,师从著名气象学家基别尔。他开始了对数值预报的研究,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研究”作为论文题目。
用原始方程组做气象预报,因方程变量极多、结构复杂 ,在当时是全世界气象学家都无法解决的难题。曾庆存决心啃下这块“硬骨头”。为了有效利用上机时间,他白天用纸笔计算,晚上带着纸条去机房一条条验证。几经失败,锲而不舍,曾庆存用他自创的“半隐式差分法”进行方程演算,成功解决了这项世界难题。成果立即在莫斯科世界气象中心应用,天气预报准确率前所未有地提升到了60%以上。此后,数值预报成为天气预报的主要方法,“半隐式差分法”至今仍是数值天气预报核心技术的基础。
1961年,曾庆存学成归国时写下一首《自励》诗,立志不辜负国家的培养,要攀上大气科学的顶峰。回国后,他先后在中国科学院地球物理研究所和大气物理研究所工作。1970年,我国开始研制气象卫星,曾庆存被选定为带头人,加入气象卫星研究工程。他放下此前所有研究,全身心投入到完全陌生的卫星工程和空间遥测问题的研究中,相继提出“最佳信息层”和反演方法,每一项课题都硕果累累。他用一年时间写出了《大气红外遥测原理》,为利用卫星进行气象监测奠定了坚实的理论基础。
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,在他的带领下,大气所上下一心,科研能力到达了一个新的高度。作为老师,曾庆存言传身教、悉心指导,为学生修改的论文上总是写满了严谨的批语。很多从大气所毕业的学生一步步成长为科研骨干,不断在国内外气象领域崭露头角。
如今,中国的大气科学和气象事业已迈入世界领先水平,与欧、美共同组建了覆盖全球的气象卫星检测网,数据信息供全世界使用。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,24小时晴雨预报、暴雨预警、强对流预警、台风路径预测……这背后,曾庆存功不可没。
2016年,曾庆存被授予“国际气象组织奖”,2020年初,曾庆存被授予“国家最高科学技术奖”,这充分肯定了他为中国气象事业的发展以及全球气候和环境变化的研究方面做出的突出贡献。眼下,曾庆存正等待着他参与推动立项的“地球系统数值模拟装置”落地建设。这项装置建成后,人类将进一步加深对地球环境过程基本规律的认识。