段盼盼

曾慶存

2020年將是曾慶存的豐收年。

這一年，作為大科學(xué)裝置總項(xiàng)目的創(chuàng)導(dǎo)者，以及地球系統(tǒng)模式研制的總負(fù)責(zé)人之一，他參與的國(guó)家大科學(xué)裝置——地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置將完成建設(shè)。雖然他不愿在其中擔(dān)任正式頭銜，但這卻并不妨礙他在其中發(fā)揮重要的作用。

另一件喜事是在如期到來(lái)的國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，曾慶存問(wèn)鼎國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。這不僅是對(duì)他個(gè)人的認(rèn)可，更是對(duì)中國(guó)氣象學(xué)界的高度認(rèn)可。

與天博弈六十余載，曾慶存見(jiàn)證了新中國(guó)氣象學(xué)事業(yè)發(fā)展的一路坎坷，一路收獲，他也逐漸成為這其中的關(guān)鍵人物之一。

遠(yuǎn)在他鄉(xiāng)露鋒芒

新中國(guó)成立初期，我國(guó)的氣象事業(yè)剛剛起步。也就在這時(shí)，曾慶存以優(yōu)異的成績(jī)順利考取了北京大學(xué)物理系。恰逢當(dāng)時(shí)國(guó)家遭受了幾場(chǎng)嚴(yán)重氣象災(zāi)害，亟需建立氣象學(xué)的業(yè)務(wù)和研究，在恩師謝義炳院士的建議和教導(dǎo)下，曾慶存選擇了大氣物理學(xué)，并為之奮斗一生。

1957年，我國(guó)氣象站的發(fā)展初具規(guī)模，迅速建成了具有一定密度的氣象臺(tái)站網(wǎng)，并開(kāi)始為公眾服務(wù)。為了改變氣象科學(xué)知識(shí)相對(duì)落后、國(guó)內(nèi)學(xué)科人才相對(duì)缺失的情況，國(guó)家分派一批人到蘇聯(lián)學(xué)習(xí)氣象專業(yè)，曾慶存名列其中。在蘇聯(lián)學(xué)習(xí)期間，曾慶存很快發(fā)現(xiàn)了自己的不足，“我數(shù)學(xué)不如人家，差遠(yuǎn)了，可以這么講，力學(xué)也比他們差遠(yuǎn)了”，為此他專門跑到莫斯科大學(xué)惡補(bǔ)學(xué)術(shù)基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)一年半的不斷追趕，他在數(shù)學(xué)、氣象動(dòng)力學(xué)和大氣物理方面均取得了優(yōu)異的成績(jī)。

因?yàn)槌煽?jī)優(yōu)異，能力突出，曾慶存的研究生導(dǎo)師交給了他一個(gè)難度極高的論文題目，即應(yīng)用原始方程作數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的研究。實(shí)際上這是一個(gè)國(guó)際上都未解決的大難題。面對(duì)如此大的挑戰(zhàn)，曾慶存不但沒(méi)有心生退縮，反而還十分激動(dòng)。他立馬投入到研究當(dāng)中，開(kāi)始了沒(méi)日沒(méi)夜的計(jì)算。但是，當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)精確度太低，這又為他求解原始方程加大了難度。

在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)近兩年的反復(fù)大量運(yùn)算之后，曾慶存終于提出了一個(gè)數(shù)值求解原始方程的辦法，建立了“半隱式差分”方案，成為世界上最早成功應(yīng)用原始方程進(jìn)行實(shí)際數(shù)值天氣預(yù)報(bào)者。通過(guò)實(shí)踐證明，這一方法使天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率達(dá)到了60%以上，一年以后蘇聯(lián)開(kāi)始應(yīng)用原始方程形成業(yè)務(wù)，而美國(guó)到1966年才完全解決原始方程。

至今，曾慶存首創(chuàng)的“半隱式差分”方法仍在應(yīng)用，但當(dāng)時(shí)的曾慶存并不知道，這個(gè)他費(fèi)盡心思解出的原始方程將完全改變中國(guó)氣象科學(xué)的發(fā)展走向。

攀上珠峰踏北邊

“溫室栽培二十年，雄心初立志驅(qū)前。男兒若個(gè)真英俊，攀上珠峰踏北邊?！边@是曾慶存回國(guó)之后，有感而發(fā)所作的詩(shī)。1961年，26歲的曾慶存畢業(yè)回國(guó)，立志要攀登大氣科學(xué)的珠穆朗瑪峰，為我國(guó)氣象事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。然而，再高的志向都需要考慮現(xiàn)實(shí)因素。雖然我國(guó)的氣象事業(yè)已經(jīng)全面鋪開(kāi)，但當(dāng)時(shí)并沒(méi)有大型的計(jì)算機(jī)來(lái)支撐大量高難度計(jì)算的實(shí)現(xiàn)。很長(zhǎng)一段時(shí)間，曾慶存只能一邊做一些氣象研究理論工作，一邊堅(jiān)持推進(jìn)改善原始方程。

曾慶存很早就意識(shí)到了數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的重要性，在見(jiàn)證了1975年河南駐馬店特大暴雨災(zāi)害所造成的損害后，他更下定決心要發(fā)展我國(guó)的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，提前防汛，減少國(guó)家和人民的損失。與此同時(shí)，我國(guó)也已經(jīng)開(kāi)始研制自己的氣象衛(wèi)星，曾慶存被抽調(diào)到我國(guó)氣象衛(wèi)星設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃工作組擔(dān)任科技骨干，從事氣象衛(wèi)星設(shè)計(jì)和衛(wèi)星遙感研究工作。

這一工作對(duì)于曾慶存來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要機(jī)會(huì)，監(jiān)測(cè)是數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)，一旦氣象衛(wèi)星研制成功，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)可以根據(jù)氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)獲得更大范圍的氣象資料，從而更加準(zhǔn)確、全面地預(yù)報(bào)出未來(lái)的天氣?！盁衾湮枚Ｒ勾Α保?jīng)過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)眠的夜晚，最終曾慶存把自己的研究成果上升為理論，于1974年出版了《大氣紅外遙感原理》一書。這是當(dāng)時(shí)國(guó)際上第一本系統(tǒng)講衛(wèi)星紅外遙感定量理論的專著，提出的最佳信息層等概念和方法清楚地說(shuō)明了測(cè)濕和測(cè)溫問(wèn)題的原則差別，澄清了當(dāng)時(shí)的模糊和錯(cuò)誤觀念，并為選擇遙感通道提供了合理的原則。

在曾慶存的研究理論基礎(chǔ)之上，我國(guó)自行研制的第一顆氣象衛(wèi)星“風(fēng)云1號(hào)”也于1988年9月7日發(fā)射成功，并在第一時(shí)間傳回了清晰的遙感圖像。結(jié)合數(shù)據(jù)，他又出版了一部長(zhǎng)達(dá)80萬(wàn)字，將數(shù)學(xué)、力學(xué)和氣象學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)的大氣動(dòng)力學(xué)和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的專著。該專著汲取了各學(xué)科之所長(zhǎng)，即使現(xiàn)在看來(lái)，也是走在了學(xué)科交叉的前沿。

至此，我國(guó)正式起步建立數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，雖然比國(guó)外晚了整整25年，但是曾慶存有信心可以在技術(shù)上實(shí)施趕超。到20世紀(jì)90年代中期，在曾慶存的帶領(lǐng)下，在曾慶存團(tuán)隊(duì)多年不懈的努力下，我國(guó)的數(shù)值預(yù)報(bào)水平已與先進(jìn)國(guó)家基本相同?，F(xiàn)在，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)已經(jīng)是我國(guó)天氣預(yù)報(bào)的常用業(yè)務(wù)，它能夠及時(shí)有效地預(yù)報(bào)日常天氣和氣象災(zāi)害，在保護(hù)公民生命財(cái)產(chǎn)安全方面起到了重要作用。

未到珠峰路尚遙

60多年來(lái)，曾慶存一直在跟氣象打交道，與氣象學(xué)科相關(guān)的一切都已經(jīng)深入他的血液。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)發(fā)展至今，他始終沒(méi)有停下研究的腳步。為了了解全國(guó)各地的地貌情況和氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，他走遍了全國(guó)各地的氣象站，希望全面了解各個(gè)地方的數(shù)據(jù)情況，精準(zhǔn)自己的業(yè)務(wù)成果。

在這期間，為了適應(yīng)大氣科學(xué)發(fā)展的潮流和解決實(shí)際問(wèn)題的需要，曾慶存還開(kāi)展了氣候動(dòng)力學(xué)、氣候系統(tǒng)模式和數(shù)值氣候預(yù)測(cè)理論方法的研究，并于1994年建立了世界首個(gè)夏季降雨量距平預(yù)告方法。由于他出色的研究工作在國(guó)際上得到了廣泛認(rèn)可，1994年他被選為俄羅斯科學(xué)院外籍院士，1995年被選為第三世界科學(xué)院院士。

在對(duì)數(shù)值模式的持續(xù)研究中，曾慶存敏銳地意識(shí)到，隨著高性能計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，中國(guó)通過(guò)數(shù)值模擬手段，可以對(duì)整個(gè)地球系統(tǒng)進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)。對(duì)此，他領(lǐng)導(dǎo)和參與了我國(guó)自主研制的地球系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模式，還與多位科學(xué)家一起倡議推動(dòng)建設(shè)了地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置。

地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置可以研究和預(yù)估全球氣候和生態(tài)環(huán)境變化，在精確數(shù)值天氣的基礎(chǔ)上，提前預(yù)估近一年甚至幾十年的氣候情況。該裝置的建設(shè)與應(yīng)用將為我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對(duì)氣候變化、大氣環(huán)境治理等重大問(wèn)題提供科學(xué)支撐，促進(jìn)我國(guó)地球科學(xué)整體向世界一流水平跨越。

2017年5月16日，82歲的曾慶存捧回了被稱為“氣象界諾貝爾獎(jiǎng)”的“國(guó)際氣象組織獎(jiǎng)”，這是全球氣象界的最高榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)。盡管如此，曾慶存仍認(rèn)為自己并沒(méi)有登上頂峰，他說(shuō)道：“如果把大氣科學(xué)整體比作珠穆朗瑪峰，那么這些年來(lái)，我一直在努力攀登，但是種種原因所限，我沒(méi)有達(dá)到。我只登到了大概8600米的地方，建了一個(gè)營(yíng)地，希望年輕人可以借助這個(gè)營(yíng)地真的登上珠穆朗瑪峰?！?/p>

氣象萬(wàn)千，變幻莫測(cè)。曾慶存的一生其實(shí)就做了一件事情，那就是從這無(wú)窮的變幻里不斷精確人們可以掌握的規(guī)律，以此來(lái)造福人民，造福國(guó)家。