穷尽毕生,静观风云

2020-07-14 08:27韦佳
求学·理科版 2020年7期
关键词:气象学气象卫星天气预报

韦佳

“燕子低飞天将雨”,人们对气象的认识可以追溯到几千年前。如今查看天气预报已是人们日常生活中不可或缺的一部分,可谁又能想到,大气科学在我国的发展仅有几十年的历史。在无数气象工作者中,有一位老人一生攻坚克难,提出了一系列至今仍在应用的气象学重要理论,为数值天气预报和气象卫星遥感研究做出了开创性的贡献。他就是获得2019年度最高科学技术奖的曾庆存院士。

曾庆存出生在一个贫苦农家,他凭借自己的努力与汗水考上了北京大学物理系,从此开始了长达几十年的气象研究之路。他刚上大学的时候,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。但是,人才短缺、设备简陋、没有系统的理论指导……一系列亟待解决的问题像大山一样横亘在气象研究团队面前。于是,国家决定选派一批人到苏联学习气象专业知识,22岁的曾庆存就在其中。

师从国际著名气象学家基别尔的曾庆存,凭借优异的成绩得到了导师的青睐。基别尔给曾庆存出了一道世界难题作为论文选题,即用原始方程作短期数值天气预报。早在20世纪初,气象学界就提出过这样的构想,然而几十年过去了,种种尝试均宣告失败。曾庆存没有退缩,他苦读冥思,反复试验,最终从分析大气运动规律的本质入手,首创求解大气运动原始方程组的“半隐式差分法”,这个算法至今仍是世界数值天气预报核心技术的基础。

曾庆存本可以留在苏联工作,享受优厚的待遇,但他却决定学成归国,挑战气象学的新领域。当时国内的条件十分艰苦,没有大型计算机,原始方程计算几乎都要靠人工完成。这份工作不仅计算量大,而且对计算速度的要求非常高——如果不能及时计算出相关数值,那么这种计算就不能被称为“预报”了。炎炎夏日,蚊虫四处飞舞,曾庆存就坐在只有几平方米的房间里,静心计算方程,经常通宵达旦,废寝忘食。在外人眼里,曾庆存的生活是单调乏味的,但他却沉浸在自己的学科钻研中,不改其乐。

当曾庆存在气象学领域小有成就之后,又面临着新的挑战,国家将研制气象卫星的任务提上了日程,安排他担任卫星气象总体组的技术负责人。那时气象卫星的研究在国际上尚处于初始阶段,卫星遥感理论对曾庆存来说也是个完全陌生的领域,有好几年,他的研究工作进展都十分缓慢。很多人都嘲笑他,认为研究基础理论的想法是不切实际的,但是曾庆存不服输,仍坚持从基础理论入手的观點,并用一年的时间写出了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《大气红外遥测原理》。他在书中将各种辐射传输方程统一作为“遥感方程”处理,他提出的“最佳信息层”等概念和方法为监测暴雨、台风等气象及相应灾害提供了重要手段。

在他和老一辈科学家们的努力下,如今中国短期天气预报精确度已经大大提高,但曾庆存又给自己和新一代气象人提出了新目标——精准预报长期的气候变化和自然灾害。所以年过八旬的曾庆存依然不敢懈怠,至今仍忙碌在科研一线。“辛勤耕耘六十载,风霜雨雪总关情。”曾庆存就像一匹志在千里的老马,在气象学的道路上砥砺前行。

·大气科学专业小贴士·

专业名片:大气科学是研究大气的各种现象(包括人类活动对它的影响)以及如何利用这些规律为人类服务的一门学科,培养能够在大气物理、大气环境、大气探测、气象学、气候学等领域从事相关工作的人才。大气科学是一门非常小众的专业,但近年来,大气雾霾、台风灾害、全球变暖等问题备受关注,社会对该专业人才的需求量日益增加,使得该专业的就业率年年居高。

专业基础课:高等数学、普通物理学、地球科学概论、大气科学概论等。

毕业去向:气象、航空、航天、海洋、环境、水利等部门。

推荐院校:北京大学、南京大学、兰州大学、云南大学、南京信息工程大学、中国海洋大学。

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