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致力“天有可测风云”

——记大气科学家曾庆存院士
2020-01-15 05:59:04 来源:《体育在线亚搏官网》 

□ 特约记者 孙自法

1月10日,中国2019年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行。从事大气科学研究近60年,致力推动“天有不测风云”成为“天有可测风云”的国际著名大气科学家曾庆存院士,荣获国家最高科学技术奖。

留学归来立志攀登气象科学高峰

1935年5月,曾庆存出生于广东省阳江市一个贫困的农民家庭。1952年,曾庆存考入北京大学物理系。

北大毕业前夕曾庆存到中央气象台实习,看到气象预报员们废寝忘食地守候在天气图旁进行分析判断和发布天气预报,但由于缺少精确计算,往往只能是定性分析判断和凭经验做天气预报。他看在眼里,记在心上,下决心要研究客观定量的数值天气预报,提高天气预报的准确性。

1957年年底~1961年年初,曾庆存获选拔派遣至苏联科学院应用地球物理研究所作研究生,师从国际著名气象学家、苏联科学院通讯院士基别尔。留学期间,曾庆存研究提出世界上首个用原始方程直接进行实际天气预报的方法——“半隐式差分法”,并随即用于实际天气预报业务,至今仍在应用。

在苏联科学院获副博士学位后,曾庆存马上回国,还写下一首《自励》诗:“温室栽培二十年,雄心初立志驱前。男儿若个真英俊,攀上珠峰踏北边。”当年仅26岁的曾庆存立下志向,一定要在气象科学领域踏上世界最高峰。学成归国,曾庆存被分配到中科院地球物理研究所气象研究室工作,从此开始了他投身大气研究、科学报国的科研生涯。

科研攻关“风云变幻”成就卓著

从风华正茂到耄耋之年,曾庆存院士与“风云变幻”打了一辈子交道,从“中国北坡”攀登大气科学“珠峰”的征途中,他用汗水和智慧收获了一大批原创性、基础性和关键性科研成果。

在数值天气预报与地球流体力学的数学物理系统理论方面,曾院士建立起完整的地转适应过程理论、地转适应过程与大尺度大气运动演变过程的弱非线性相互作用及准可分性理论,阐明天气系统演变的大气动力学和热力学的本质特性,并出版专著《数值天气预报的数学物理基础》。

在数值天气和气候预测模式的研制与计算地球流体力学研究方面,继首创求解大气运动原始方程组的“半隐式差分法”,曾院士还发展“标准层结扣除法”“平方守恒格式”等方法,这些方法至今仍是世界数值天气预报和气候预测的核心技术。

在建立大气红外遥感系统理论和发展定量信息提取方法方面,曾院士1974年出版的《大气红外遥测原理》是国际上第一本系统讲述卫星大气红外遥感定量理论的专著,他提出的“最佳信息层”等概念和方法,是如今监测暴雨、台风等及相应灾害性天气的极为重要的手段;提出求解“遥感方程”的反演算法,已成为世界各主要卫星数据处理和服务中心的主要算法。

在开创跨季度气候动力学预测研究和气象灾害监测预报与防灾调度方法研究方面,上世纪80年代起,曾庆存就致力于跨季度气候数值预测以及集卫星遥感、数值预测和超算为一体的气象灾害防控研究。他1991年还创立自然环境自控和人工调控的新理论“自然控制论”,目前已成功应用于大气污染和核生化污染风险防控等方面。

地球系统模式是当今全球气候和环境变化问题研究的制高点,曾庆存是建立中国地球系统模式的主要倡导者、领导者,并参与具体设计和研制。被形象称为“可以给地球做CT”的“地球系统数值模拟装置”,2016年获国家批准后已在北京怀柔科学城积极建设,预计2022年建成运行。

[责任编辑:尹超]

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