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曾庆存:勇攀气象科学之巅,让天气预报越来越精准

山西晚报

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原标题:曾庆存:勇攀气象科学之巅,让天气预报越来越精准

在科学界,曾庆存成名很早。

25岁破解世界级气象难题,为如今的天气预报技术奠定基础;44岁“够格”领取国家津贴,与著名数学家陈景润“同在第一档”;45岁当选中国科学院学部委员(院士)。

10日,著名大气科学家、中国科学院大气物理研究所研究员曾庆存站上了2019年度国家最高科学技术奖的领奖台。

点开手机,随时查看几天后的天气,如此便利精准的科技,离不开曾庆存创造的算法。

古人看云识天。到了20世纪,人们发明气象仪器测量大气状态,绘成“天气图”,但还要依赖预报员的经验,误差较大。预报能不能准点、再准点?科学家想办法把千变万化的天气变成一组方程式,输进数据,计算机就能得出结果——现在通行的“数值天气预报”由此而来。

这组方程式被称为“原始方程”,它囊括了太多的变量,极其复杂,对计算能力要求很高。计算速度如何“追上”天气变化速度?难题一时困住了世界气象学界。

20世纪50年代末至60年代初,曾庆存从北京大学被选派到苏联留学。他的导师、国际著名气象学家基别尔把这道难题抛给年仅25岁的曾庆存,作为他的博士论文。

苦读冥思,反复试验,几经失败,曾庆存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,提出了“半隐式差分法”,是世界上首个用原始方程直接进行实际天气预报的方法,并随即被用于天气预报业务。

他的算法至今仍是世界数值天气预报核心技术的基础。现今,数值预报越来越准确,3天预报准确度可达70%至80%,在我国华南地区,可提前3至4天对台风路径做出较为准确的预报。

在数值天气预报的基础上,曾庆存又在卫星大气红外遥感、跨季度气候预测、气象灾害监测预报、地球系统模式等领域都相继形成了开创性的理论研究成果,并得到了广泛应用。

2016年,81岁的曾庆存荣获全球气象界最高荣誉——国际气象组织奖。

20世纪80年代初,曾庆存挑起中科院大气所所长的大梁。当时,我国基础研究经费短缺,虽然大气科学在理论上不比国外差,但中国科学家缺少一个重要工具:高速计算机。“我们的计算机每秒百万次,人家是亿次,要追赶他们就好比毛驴追汽车。”曾庆存在大气所的老同事回忆。

曾庆存就要追!一时没有“汽车”,那就先换“自行车”,总得咬着牙自己往前赶。“哪怕当掉裤子也要买计算机!”曾庆存撂下话。

担任所长的9年间,在曾庆存的带领下,大气所建设了2个国家重点实验室,成为国际知名的大气科学研究中心。

曾庆存把自己当成一块砖,国家哪里有需要,他就去哪里,研究就做到哪里。1979年,他不顾身体伤病,躬在仅有几平方米、摆上两张床就站不下两个人的蜗居里,不分昼夜写作,完成了《数值天气预报的数学物理基础》第一卷。这部长达80万字的大气动力学和数值天气预报理论专著,将数学、力学和气象学有机地结合起来。国际同行评价:是“气象学理论化极重要的篇章”和“构筑气象力学必不可少的学术基础”。

做学问勇登高峰,生活上却满不在乎。同事赵思雄笑称曾庆存总是“鞋儿破,帽儿破”。“夏天在中关村,如果见到一个戴破草帽的老头,十有八九就是他。”赵思雄说。

回顾自己的科研成绩,曾庆存一如既往谦逊:“我曾立志攀登科学的‘珠峰’,但我并没有到山顶,大概在海拔8600米的地方建了个营地,供后来者继续攀登。”

“长江后浪推前浪,一代一代往前走,科学哪有到顶的时候呢?”曾庆存说。

据新华社

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