
曾慶存像。新華社發(fā) (中國科學(xué)院大氣物理研究所供圖)
曾慶存:勇攀氣象科學(xué)之巔,他讓天氣預(yù)報越來越精準
在科學(xué)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(yù)報技術(shù)奠定基礎(chǔ);44歲“夠格”領(lǐng)取國家津貼,與著名數(shù)學(xué)家陳景潤“同在第一檔”;45歲當選中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。
出了科學(xué)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(xué)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(xué)家、中國科學(xué)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(xué)技術(shù)獎的領(lǐng)獎臺。
讓天氣預(yù)報越來越準
點開手機,隨時查看幾天后的天氣,如此便利精準的科技,離不開曾慶存創(chuàng)造的算法。
古人看云識天。到了20世紀,人們發(fā)明氣象儀器測量大氣狀態(tài),繪成“天氣圖”,但還要依賴預(yù)報員的經(jīng)驗,誤差較大。預(yù)報能不能準點、再準點?科學(xué)家想辦法把千變?nèi)f化的天氣變成一組方程式,輸進數(shù)據(jù),計算機就能得出結(jié)果——現(xiàn)在通行的“數(shù)值天氣預(yù)報”由此而來。
這組方程式被稱為“原始方程”,它囊括了太多的變量,極其復(fù)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(xué)界。
20世紀50年代末至60年代初,曾慶存從北京大學(xué)被選派到蘇聯(lián)留學(xué)。他的導(dǎo)師、國際著名氣象學(xué)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(fù)試驗,幾經(jīng)失敗,曾慶存從分析大氣運動規(guī)律的本質(zhì)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(yù)報的方法,并隨即被用于天氣預(yù)報業(yè)務(wù)。
他的算法至今仍是世界數(shù)值天氣預(yù)報核心技術(shù)的基礎(chǔ)?,F(xiàn)今,數(shù)值預(yù)報越來越準確,3天預(yù)報準確度可達70%至80%,在我國華南地區(qū),可提前3至4天對臺風(fēng)路徑做出較為準確的預(yù)報。
在數(shù)值天氣預(yù)報的基礎(chǔ)上,曾慶存又在衛(wèi)星大氣紅外遙感、跨季度氣候預(yù)測、氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報、地球系統(tǒng)模式等領(lǐng)域都相繼形成了開創(chuàng)性的理論研究成果,并得到了廣泛應(yīng)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。
