曾庆存: 气象万千映丹心

2020-03-13 08:12操秀英
科学导报 2020年4期
关键词:气象卫星天气预报数值

操秀英

“人民的需要,国家的需要,是推动我深入研究的很大动力”。很多同期的科学大家都是这样,特殊的时代背景造就了他们深厚的家国情怀。对于出身贫穷,受过旁人许多照拂的曾庆存来说,这种情怀更甚。他不止一次感叹:“没有党、没有新中国,我哪能上大学!当时就一个念头,国家需要我做什么,我就做什么。”

采访那天,谈起荣获国家最高科学技术奖这一至高荣誉,他坦言:我很平静,只是深感国家给的荣誉太多,受之有愧。

迎难而上 留学期间破解世界难题

时间闪回到1957年。

那一年,新中国已建成1647个气象台站,形成具有一定密度的气象台站网,开始为公众服务。但同时,国内学科人才严重缺失的问题亟待解决。

国家选派一批人到苏联学习气象专业。22岁的曾庆存名列其中。在苏联,他师从国际著名气象学家、苏联科学院通讯院士基别尔。

初到苏联的曾庆存就被狠狠打击。

轻言放弃不是曾庆存的性格。

一年半后,他才以扎实的数学物理功底引起基别尔的注意。

这位大牛导师以一种特别的方式褒奖了优秀学生——给他出了一道世界难题,即用原始方程作短期天气预报。初出茅庐的曾庆存不知道,他即将做出世界数值天气预报史上里程碑式的成果。

1950年,美国首次求解一个简单方程,但结果达不到实用的要求,研究原始方程作数值天气预报不可避免。当时,各国科学家都在攻克这一难题。

基别尔也在研究原始方程,但他的研究碰到很大困难。他把这难题交给了曾庆存。

总结老师过去的工作,没日没夜的计算,曾庆存苦读冥思,反复试验,终于,从分析大气运动规律的本质入手,想出了用不同的计算方法分别计算不同过程的方法,一试成功,最后只用了很少的计算机机时把论文做完。

他提出的,正是著名的“半隐式差分法”。这是世界上首个用原始方程直接进行实际天气预报的方法,随即用于实际天气预报业务,至今仍在沿用。应用原始方程是一个划时代的进步,奠定了当今数值天气预报业务模式的动力框架基础。

自此,曾庆存开始了“攀上珠峰踏北边”的攀登科研高峰之旅——踏足全新的气象卫星领域,提出“最佳信息层”和反演方法,出版国际上第一本系统讲述卫星大气红外遥感定量理论的《大气红外遥测原理》、出版被誉为“气象学理论化极重要篇章”的《数值天气预报的数学物理基础》、开创跨季度气候动力学预测研究和气象灾害监测预报与防灾调度方法研究、提出人工调控自然环境的理论方法、气象灾害的监测、预测和防控调度实用研究……

痴迷科学 一箪食一瓢饮不改其乐

为何曾庆存能在科研路上披荆斩棘?他曾多次说过,做科研需要“勇敢、严谨、坚韧”。“不敢就不能创新,错失了‘正确的萌芽;不严谨就会根据不足,为错误开了门户;不坚韧就可能达不到循此路本可达到的正确的地方。”

与曾庆存共事多年的大气所研究员赵思雄则用三个字来概括:安、专、迷。

“他最让我佩服的是安贫乐道,安心做事,一箪食一瓢饮,不改其乐。”赵思雄回忆,刚回国时曾庆存住在中关村六号楼只有几平方米的房子里,里面放着两张床,进去几个人就转不过身了。

专,即专心研究,不受外界干扰,专心搞研究。

回国后的曾庆存虽然迫切想推动中国的数值天气预报发展,但苦于没有使用电子计算机的条件,他就集中注意力研究大气和地球流体力学的基本理论问题,以及进一步发展数值天气预报中要解决的理论问题。

因为热爱,所以痴迷。这是学生胡非眼里的老师。而要探究这求知欲的来源,不得不说到曾庆存的父母。

曾庆存虽然家境贫寒,但曾庆存父母对孩子的教育却格外重视。每日晚餐后,父亲手执火把和兄弟俩一起温习功课,督促他们写作业。

父亲的教育则让他们上交的作业总是一丝不苟、一题不错,也养成了曾庆存极度勤奋、严谨、坚韧的个性。

赤子情深 为国所需屡改研究方向

曾庆存的心中,除了知识,更有祖国。

因为国家需要,1970年,曾庆存被急调参加我国气象卫星工程。作为科学指导,他暂时放下此前的研究,投入到完全陌生的卫星工程和空间遥感问题的研究中。

最终,结合气象卫星遥感中的一些实际和理论问题,曾庆存出版了《大气红外遥测原理》。这是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,澄清了国际上一些模糊和错误观念,也为中国和世界气象卫星遥感和资料应用提供理论依据。

1988年,我國第一颗气象卫星风云1号终于成功发射。很多人不知道的是,那段时间其实是曾庆存的低落期,工作举步维艰,他大病一场,还失去了自己挚爱的哥哥。

在给自己四姐的信里,他形容自己当时的情况是“树欲静而风不止”,“十二级台风”似乎有吹毁一切的架势。不少人选择放弃,他却逆风前进。

“人生在世,就得与天地共同奋斗,推动社会向前进。”曾庆存常说。

胸怀大局 甘为科学发展“折腰”

因为心怀国家和人民,曾庆存能跳出一己、一团队之利,放眼全局,成为一个具有战略眼光的科学家。

1984年,49岁的曾庆存便挑起了大气所所长的大梁。

那是一段艰难岁月。由于种种原因,20世纪80年代初期的大气所处于极其困窘的境地,缺少必要的科研经费、工作和生活条件的保证。

刚刚上任数月的曾庆存按照中央关于中国科学院要“大力加强应用研究”的指示,提交了大气所办所方针和改革设想,提出长远目标是要将大气所办成“一个高水平的大气科学研究中心,对国内外开放,在世界大气科学发展中作出贡献”。

正是因为这样的发展愿景,曾庆存顶住各种困难与压力,先后创立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及国际气候与环境科学中心,极大提升了研究所的科研水平和实力。

曾庆存还推动成立了广东区域数值预报重点实验室。“曾先生担任学术委员会主任,每年至少来一次广州,对实验室的各项工作给予细致指导。”广东区域数值预报重点实验室主任冯业荣说,该实验室已成为国内最好的区域数值预报机构。

眼下,曾庆存最关心的是自主地球系统模式的研制和国家重大科技基础设施——地球系统数值模拟装置的落地建设。

地球系统数值模拟装置可以对大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈等各圈层之间的相互联系、相互作用开展研究,帮助人类应对全球气候和生态环境的变化。

位于北京怀柔科学城的这座大科学装置计划于2022年完成。“等建成了,我一定要去现场看一看。”曾庆存说。

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