曾慶存院士：氣象科學(xué)“老戰士”

很多人都有出門(mén)前看一眼天氣預報的習慣。在很久以前，預測天氣全憑經(jīng)驗，例如民諺中說(shuō)“朝霞不出門(mén)，晚霞行千里”“燕子低飛蛇過(guò)道，螞蟻搬家雨就到”。

此后，盡管出現了簡(jiǎn)單的地面觀(guān)測設備，天氣預報還是依賴(lài)預報員的經(jīng)驗。

如今，天氣預報靠氣象衛星、計算機等設備進(jìn)行參數運算，預報精度大幅提高。

從過(guò)去靠經(jīng)驗，到如今靠科學(xué)，我國天氣預報的這一重大轉變歷程中有一位重要人物——國家最高科學(xué)技術(shù)獎得主、中科院院士、氣象學(xué)家曾慶存。

在中科院大氣物理研究所科研樓的8層，曾慶存有一間約20平米的辦公室。

盡管已經(jīng)86歲高齡，但只要身體允許，曾慶存一定會(huì )來(lái)這里辦公。

他說(shuō)，氣象科學(xué)領(lǐng)域還有很多難題沒(méi)有解決。

作為一名氣象科學(xué)的“老戰士”，他仍然奮戰在氣象科學(xué)的第一線(xiàn)。

“科學(xué)研究很少有容易的事”

1935年，曾慶存出生于廣東陽(yáng)江一個(gè)貧困的農民家庭。

1952年，他以?xún)?yōu)異的成績(jì)考入北京大學(xué)物理系。

由于當時(shí)新中國急需氣象科學(xué)人才，他聽(tīng)從國家安排，被分配到氣象專(zhuān)業(yè)。

1957年，曾慶存被選拔派遣至蘇聯(lián)科學(xué)院應用地球物理研究所學(xué)習，師從國際著(zhù)名氣象學(xué)家基別爾。

鑒于曾慶存的勤奮與對氣象的深刻理解，基別爾決定把當時(shí)國際氣象學(xué)未解的難題交給他——應用斜壓流體力學(xué)原始方程做數值天氣預報。

這是一道困擾了國際學(xué)者半個(gè)世紀的難題。

出于對曾慶存的關(guān)心，不少師兄都反對導師的做法：“如果他做不出來(lái) ，畢不了業(yè)，怎么辦呢？”可是，曾慶存卻憑著(zhù)“初生牛犢不怕虎”的勇氣，毫不猶豫地接下這個(gè)任務(wù)。

經(jīng)過(guò)苦讀冥思、反復試驗，他最終從分析大氣運動(dòng)規律的本質(zhì)入手，想出用不同方法分別計算不同過(guò)程的方式，首創(chuàng )求解大氣運動(dòng)原始方程組的“半隱式差分法”。

那一年，曾慶存只有26歲。

此后，圍繞數值天氣預報和氣候預測的實(shí)際問(wèn)題，曾慶存又創(chuàng )立了“標準層結扣除法”“平方守恒格式”等新方法，這些方法如今都被應用在數值天氣預報的業(yè)務(wù)工作中，使數值天氣預報精度更高、更穩定、更快捷。

回想往事，曾慶存感慨：“科學(xué)研究的生涯往往是困難重重的，很少有容易的事，特別是研究一個(gè)全新的或很復雜的問(wèn)題時(shí)，似乎是無(wú)路可通，需要勇氣、信心和毅力。只要問(wèn)題提得正確，相信必定有解決的辦法，要鍥而不舍，不達目的誓不甘休?！?/span>

科研路上的“一滴水”和“一杯水”

回憶起過(guò)去的科研歷程，曾慶存最忘不了的是國家自然科學(xué)基金給他的“一滴水”和“一杯水”。

曾慶存從國家自然科學(xué)基金委申請了以氣候動(dòng)力學(xué)和氣候預測理論為題的研究項目，并獲得資助。

在曾慶存看來(lái)，這是他科研歷程中非常珍貴的“一滴水”，如同是雪中送炭。

在此之前，曾慶存帶著(zhù)團隊在國際上最先研制出了“跨季度氣候數值預測”的方法。

有了這個(gè)方法，就可以通過(guò)試驗提前一個(gè)季度預測下一季度的雨雪旱澇等情況。

但是，方法盡管有了，卻仍有待驗證。在這方面科學(xué)基金起了很大作用。盡管當時(shí)項目的經(jīng)費不多，卻為他和團隊系統驗證評估這一方法并將其推向氣候預測準業(yè)務(wù)使用提供了寶貴支持。

2008年和2016年，曾慶存等人在開(kāi)展地球系統模型研究時(shí)，又獲得兩個(gè)國家自然科學(xué)基金項目的資助，這兩個(gè)項目被曾慶存比喻為“一杯水”。

“有了這杯水，我們的研究可以生長(cháng)了，我非常感激?！痹鴳c存說(shuō)，“我們現已建立了中國自主研制的比較完整的中科院地球系統模式（CAS-ESM2），參加第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6），我們的模式有不少獨創(chuàng )之處；同時(shí)科學(xué)基金項目促成了中科院向國家申請到建設‘地球系統數值模擬大科學(xué)裝置’。這大大推動(dòng)了我國地球系統模式的發(fā)展和應用，踐行了趙九章先生提出的地球科學(xué)理論化和工程技術(shù)化的理念。由此我深刻體會(huì )到自然科學(xué)基金對促進(jìn)我國基礎研究水平提升的重要作用。”

對于未來(lái)國家自然科學(xué)基金的發(fā)展，曾慶存建議，可以在現有基金的基礎上，參照國外做法，直接為一些知名的、有成就的科學(xué)家和一些杰出、有才華的青年提供基金資助，不必讓他們寫(xiě)申請或參加評審，使他們可以集中精力開(kāi)展研究。

“做老師的，一定要好好引路”

曾慶存的科研歷程里，除了產(chǎn)出很多重要的專(zhuān)業(yè)成果之外，還為我國氣象事業(yè)培養了一批又一批優(yōu)秀學(xué)者。

這些人中的大部分已成為我國大氣科學(xué)研究和業(yè)務(wù)領(lǐng)域的骨干和頂尖人才。

“做老師的，一定要好好引路?！痹鴳c存說(shuō)。

曾慶存培養學(xué)生的經(jīng)驗，有一部分來(lái)自于他自己的老師：“我從我的老師那里學(xué)到了很多?！?/span>

我國著(zhù)名科學(xué)家趙九章就是對曾慶存影響較大的前輩之一。

曾慶存從蘇聯(lián)學(xué)成歸國后，非常愛(ài)才的趙九章把曾慶存介紹到中科院工作，由于曾慶存一度身體不好，趙九章又關(guān)照研究所給予特殊照顧。

更重要的是，趙九章主張地球科學(xué)數理化、工程技術(shù)化，這一理念深刻地影響著(zhù)曾慶存的科研和管理工作。

對于引領(lǐng)自己走上大氣科學(xué)道路的中國氣象學(xué)界的奠基人——中科院院士謝義炳，曾慶存也懷有一份特殊的感情。

曾慶存在大學(xué)畢業(yè)時(shí)，曾因家貧極想工作以便盡早孝敬雙親，謝義炳得知后按期給曾慶存家寄錢(qián)，以消除他的后顧之憂(yōu)。此后，對家庭有困難的學(xué)生，曾慶存也會(huì )自掏腰包幫助他們。

“曾先生對我們這些學(xué)生有愛(ài)心，有父母心！”曾慶存的學(xué)生、中科院院士戴永久曾經(jīng)這樣評價(jià)自己的老師。

從1958年至今，曾慶存已經(jīng)在科研道路上奮斗了60多年。

前輩們的科學(xué)精神在他這里得到了傳承和發(fā)揚，他的科學(xué)精神也正在被學(xué)生傳承和發(fā)揚。

在談到什么是“科學(xué)家精神”時(shí)，他想起了30年前的一天。

那天，他在香山科學(xué)會(huì )議的間歇冒雨爬上香山頂峰，面對密布的烏云，賦詩(shī)一首：“蓋地烏云逼，昏天鬼見(jiàn)愁。胸中騰熱血，冒雨上峰頭?！?/span>

如今，鶴發(fā)童顏的曾慶存依然帶著(zhù)他的團隊和學(xué)生，憑著(zhù)對科研的熱血與激情，一次次勇敢地沖出科學(xué)迷霧，向著(zhù)頂峰攀登。

《中國科學(xué)報》 (2021-12-24 第1版 要聞)

編輯 | 趙路
排版 | 郭剛