陽江籍曾慶存院士: 讓天氣預報越來越精准

【新華社北京1月10日電】在科學界,曾慶存成名很早。25歲破解世界級氣象難題,為如今的天氣預報技術奠定基礎;44歲“夠格”領取國家津貼,與著名數學家陳景潤“同在第一檔”;45歲當選中國科學院學部委員(院士)。

出了科學界,聽說過曾慶存的人不多。一次到北京友誼賓館參加國際會議,車門打開,先出來一頂破草帽。門童悄聲向同車者打聽,聽到“國際著名科學家”時,大吃一驚:沒瞧出來!

一輩子,他把“國家需要”掛在嘴邊、放在心上。

10日,著名大氣科學家、中國科學院大氣物理研究所研究員曾慶存站上了2019年度國家最高科學技術獎的領獎臺。

讓天氣預報越來越准

點開手機,隨時查看幾天後的天氣,如此便利精准的科技,離不開曾慶存創造的演算法。

古人看雲識天。到了20世紀,人們發明氣象儀器測量大氣狀態,繪成“天氣圖”,但還要依賴預報員的經驗,誤差較大。預報能不能准點、再准點?科學家想辦法把千變萬化的天氣變成一組方程式,輸進資料,電腦就能得出結果——現在通行的“數值天氣預報”由此而來。

這組方程式被稱為“原始方程”,它囊括了太多的變數,極其複雜,對計算能力要求很高。計算速度如何“追上”天氣變化速度?難題一時困住了世界氣象學界。

20世紀50年代末至60年代初,曾慶存從北京大學被選派到蘇聯留學。他的導師、國際著名氣象學家基別爾把這道難題拋給年僅25歲的曾慶存,作為他的博士論文。

苦讀冥思,反復試驗,幾經失敗,曾慶存從分析大氣運動規律的本質入手,想出了用不同的計算方法分別計算不同過程的方法,提出了“半隱式差分法”,是世界上首個用原始方程直接進行實際天氣預報的方法,並隨即被用於天氣預報業務。

他的演算法至今仍是世界數值天氣預報核心技術的基礎。現今,數值預報越來越準確,3天預報準確度可達70%至80%,在我國華南地區,可提前3至4天對颱風路徑做出較為準確的預報。

在數值天氣預報的基礎上,曾慶存又在衛星大氣紅外遙感、跨季度氣候預測、氣象災害監測預報、地球系統模式等領域都相繼形成了開創性的理論研究成果,並得到了廣泛應用。

2016年,81歲的曾慶存榮獲全球氣象界最高榮譽——國際氣象組織獎。

天氣能預報,氣候也能嗎?預測未來一年甚至幾十年的氣候,事關夏季洪澇、冬季霧霾、農業規劃、能源佈局等,涉及國計民生方方面面。曾慶存回答:能。2009年,曾慶存與其他科學家萌生了建立“地球模擬器”的想法。

在數百位科學家的共同努力下,國家重大科技基礎設施“地球系統數值類比裝置”於2018年在北京市懷柔科學城破土動工,預計2022年完工。該裝置將為國家防災減災、應對氣候變化、生態環境治理、可持續發展等重大問題提供科學支撐。

“黃牛風格,賽馬精神”

初識曾慶存的人,可能覺得他不苟言笑,深入瞭解了,就發現他才情橫溢、總能冒出些“金句”。

他做學問,也寫詩。“不追求華麗,平淡有意境。”有人評價,人如其詩。

他時常用一句話勉勵和要求自己:為人民服務,為真理獻身,憑黃牛風格,具賽馬精神。“平常像老黃牛一樣踏實科研、好好積累,當國家和人民用你的時候,就像賽馬一樣向前沖。”

曾慶存把自己當成一塊磚,國家哪裡有需要,他就去哪裡,研究就做到哪裡。1979年,他不顧身體傷病,躬在僅有幾平方米、擺上兩張床就站不下兩個人的蝸居裡,不分晝夜寫作,完成了《數值天氣預報的數學物理基礎》第一卷。

這部長達80萬字的大氣動力學和數值天氣預報理論專著,將數學、力學和氣象學有機地結合起來。國際同行評價:是“氣象學理論化極重要的篇章”和“構築氣象力學必不可少的學術基礎”。

學術認真、工作拼命,是學生們對他的一致印象。論文經過曾慶存的手,總會密密麻麻佈滿他親筆修改的意見,甚至還有加頁;出差時,一回酒店,曾慶存就躲進房間寫稿子,同行的學生等他吃飯,餓到了晚上九、十點。

2017年春節,別人歡度假期,年過八旬的曾慶存窩在家裡埋頭推導大氣污染優化控制理論。從大年初一到初七,撰寫了數十頁手稿,為中央要求環保執法禁止“一刀切”提供了理論基礎。

做學問勇登高峰,生活上卻滿不在乎。同事趙思雄笑稱曾慶存總是“鞋兒破,帽兒破”。“夏天在中關村,如果見到一個戴破草帽的老頭,十有八九就是他。”趙思雄說。

回顧自己的科研成績,曾慶存一如既往謙遜:“我曾立志攀登科學的‘珠峰’,但我並沒有到山頂,大概在海拔8600米的地方建了個營地,供後來者繼續攀登。”

“長江後浪推前浪,一代一代往前走,科學哪有到頂的時候呢?”曾慶存說。