北京市科協×北京衛視《大先生》 胸懷寰宇 笑看風雲
昨日(3月21日),由北京市科學技術協會,北京廣播電視臺,北京市科學技術委員會、中關村科技園區管理委員會,北京市教育委員會,北京市廣播電視局聯合出品的國內首檔科學文化教育節目《大先生》大氣篇在北京衛視播出。“未來團”成員來到中國科學院大氣物理研究所,跟隨大氣物理學家曾慶存院士的腳步一起洞察風雲變幻。
1952年,曾慶存以優異的成績考入北京大學物理系,而後服從國家需要轉到了氣象專業,從此開啓了研究氣象科學的一生。1956年,曾慶存赴蘇聯科學院應用地球物理研究所學習,師從國際著名氣象學家基別爾。在蘇聯學習期間,曾慶存就意識到學習大氣科學,尤其是解決數值預報的原始方程問題,沒有數學是不行的,而自己的數學功底比起蘇聯的同學們差得太多了,於是他就坐地鐵到莫斯科大學專門聽數學課。
一年半後,才以紮實的數學物理功底引起基別爾的注意。這位導師以一種特別的方式褒獎了優秀學生——給了他一道世界難題,即用大氣斜壓原始方程組作短期天氣預報。原始方程組包含需要計算的大氣物理變量很多,例如溫度、氣壓、溼度、風向、風速等等,這在當時的計算條件下,要想“追上天氣變化的速度”並將其計算出來,實現真正的“預報”,幾乎是天方夜譚。那個年代計算機很稀少,在學校能用的機會非常有限,他只能靠筆算,再在能申請到的計算機的短暫機時內驗證自己的模型和方法。
經過不眠不休的反覆試驗,終於在1960年,他提出了“半隱式差分法”, 在國際上首次成功求解了大氣斜壓原始方程組,能預報出描述大氣運動的各種變量,並給出了世界上第一張原始方程組數值天氣預報圖,這種方法一直沿用至今。
矢志不渝,終其一生洞察風雲
1955年1月底,當時外交部向世界氣象組織(WMO)提出中華人民共和國正式參加 WMO亞洲區域協會會議,遭到WMO回覆稱“不能接受你們參加WMO及其附屬機構的單方面決定”。1967年4月,第一批3個世界氣象中心在世界氣象組織(WMO)第5次大會上被認定,分別位於莫斯科、華盛頓和墨爾本。這時,中國尚未恢復世界氣象組織合法席位,也就意味着全球氣象資料通過三個世界氣象中心分發時,中國是沒有資格拿到數據的。沒有足夠的氣象資料,就無法做出更準確的氣象預報,更沒有話語權。上世紀70年代,曾慶存留蘇回國後又一次服從安排,接手中國氣象衛星研製工作,在當時,氣象衛星設計和衛星氣象遙感研究工作在國際上剛剛興起,中國在該領域尚是空白的,這同樣是一件從零開始的事情,難度超乎想象,從確認方案到1988年第一顆氣象衛星上天整整走過了18年時間。
中國第一顆氣象衛星風雲一號A星成功升空,意味着中國衛星和地面系統建設從無到有的重要關鍵性節點。從此,中國告別了完全依賴外國氣象衛星數據的歷史,擁有了完全屬於自己的衛星體系,這也是第一次中國人用自己的眼睛看清了我們頭頂這片天空上的風雲變幻。1990年,曾慶存參加了世界氣候變化討論會議。面對氣候變化問題,發達國家和發展中國家之間的矛盾異常激烈,曾慶存等中國專家陷入被動,根本說不上話。回國後曾慶存立刻給國家科委,也就是現在的科技部寫了一封信,“人家打我們的東西,不研究不行。”
在大氣物理所成立了2個國家重點實驗室之後,2007年,包括曾慶存在內的科學家就萌生建立中國自己的地球系統模擬裝置的想法。風雨兼程、歷經十五載,終於在2021、2022年完成國家重大科技基礎設施地球系統數值模擬裝置——“寰”的建立和驗收。中國在氣候方面的成績有目共睹,目前中國已經與幾十個國家簽署了應對氣候變化的合作項目,而且憑藉着與日俱增的國際影響力,未來中國還將爲應對全球氣候變化做出更大的貢獻。如今,耄耋之年的曾院士依然保持着對氣象科學的濃厚熱情和興趣,從自身點滴出發,推動我國氣象事業不斷前進,爲國家貢獻着自己的力量。
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