曾慶存:致力“天有可測風雲”
【據新華社北京十日電】在科學界,曾慶存成名很早。廿五歲破解世界級氣象難題,為如今的天氣預報技術奠定基礎;四十四歲“夠格”領取國家津貼,與著名數學家陳景潤“同在第一檔”;四十五歲當選中國科學院學部委員(院士)。今日,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二○一九年度國家最高科學技術獎的領獎台。
原始方程預測天氣
點開手機,隨時查看幾天後天氣,如此便利精準的科技,離不開曾慶存創造的算法。
古人看雲識天。到了二十世紀,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。預報能不能準點、再準點?科學家想辦法把千變萬化的天氣變成一組方程式,輸進數據,計算機就能得出結果——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”,它囊括太多的變量,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?難題一時困住世界氣象學界。
二十世紀五十年代末至六十年代初,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廿五歲的曾慶存,作為他的博士論文。
苦讀冥思,反覆試驗,幾經失敗,曾慶存從分析大氣運動規律的本質入手,想出用不同的計算方法分別計算不同過程的方法,提出“半隱式差分法”,是世界上首個用原始方程直接開展實際天氣預報的方法,並隨即被用於天氣預報業務。
他的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,三天預報準確度可達百分之七十至百分之八十,在我國華南地區,可提前三至四天對颱風路徑作出較為準確的預報。
立志攀登科學珠峰
一九三五年,曾慶存生於廣東省陽江市一個貧苦農家,全家老小力耕壟畝,也只勉強喝上“月照有影的稀粥”。窮困沒能阻止這個家庭對知識的渴求,曾慶存和哥哥打着赤腳,一邊勞作、一邊讀書。
一九五二年,曾慶存考上北京大學物理系。新中國成立之初,無論是抗美援朝,還是國民經濟建設,我國都急需氣象科學人才。曾慶存二話不說,服從國家的需要學習氣象學。
一九六一年,曾慶存在蘇聯科學院獲副博士學位後回國,寫下一首《自勵》詩:“溫室栽培二十年,雄心初立志驅前。男兒若個真英俊,攀上珠峰踏北邊。”珠峰是世界最高峰,象徵着科學之巔;北邊在我國境內,昭示一條“中國道路”。廿六歲的曾慶存立下誓言,從此矢志不渝。
一九七○年,國家決定研製自己的氣象衛星,曾慶存又一次服從國家需要,離開原來的研究領域,被緊急調任作為衛星氣象總體組技術負責人。他克服重重困難,解決衛星大氣紅外遙感的基礎理論問題,並用一年時間寫出當時國際上第一本系統講述衛星大氣紅外遙感定量理論的專著,為監測暴雨、颱風等及相應災害提供重要手段。
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,大概在海拔八千六百米的地方建個營地,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。