國家最高科學技術獎得主曾慶存：讓天有“可測”風雲

“溫室栽培二十年，雄心初立志驅前。男兒若個真英俊，攀上珠峰踏北邊。”1961年，中國科學院院士曾慶存從前蘇聯留學回國時寫下這首《自勵》詩，立志不辜負國家的培養，要攀上大氣科學的珠穆朗瑪峰。

如今，59年過去了，不負初衷，曾慶存在數值天氣預報、地球流體力學、衛星大氣紅外遙感、氣候與環境科學、自然控制論等領域取得了一系列突出成就，用豐碩的成果回報了他摯愛的祖國和人民。

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敢挑最硬的骨頭“啃”

全國24小時晴雨預報準確率已達87％，暴雨預警準確率提高到88％，強對流預警提前量達38分鐘，可提前3至4天對臺風路徑做出較為準確的預報……

如今，隨著氣象觀測與預報技術的不斷進步，人們切身體會到：天氣預報越來越準了。

而這背後，曾慶存功不可沒。

他是國際數值天氣預報的奠基人之一，首創“半隱式差分法”，在國際上首次成功求解斜壓大氣原始方程組，能預報出描述大氣運動的風速、風向、溫度和溼度等變數。“半隱式差分法”和此後又創新的“平方守恆法”等，至今仍是世界數值天氣預報和氣候預測的核心技術。

在數值天氣預報時代到來之前，人們主要憑藉經驗來預測和判斷天氣。

古人常常透過看雲和風來識別天氣，並總結出一些規律，比如：“天有城堡雲，地上雷雨臨”、“東風送溼西風乾，南風吹暖北風寒”……

後來，雖然有了各種氣象儀器，以及無線電技術的輔助，可以使得各地的氣象觀測資料及時彙總到一箇中心，繪成“天氣圖”。但這種天氣圖法的預報在很大程度上仍需要依賴於預報員憑經驗做出主觀判斷。

曾慶存就清楚的記得，自己大學期間在中央氣象臺實習時，常常看到氣象預報員們廢寢忘食地守候在天氣圖旁進行分析判斷和釋出天氣預報的情景。

“每一次釋出預報時，預報員們心裡都沒有把握。”曾慶存說。

如何讓天氣預報更精準？當時各國氣象學家都在積極探索。

1946年，世界上第一臺通用電子計算機“ENIAC”誕生。發明者之一莫奇來是位天氣預報的業餘愛好者，有多年用手搖計算機做天氣預報計算的經驗。他認為如果大額資料計算問題得以解決，將有利於天氣預報的突破。

1950年，美國一位氣象學家就使用“ENIAC”，作出了第一張24小時天氣形勢預報圖，“數值天氣預報”一詞正式使用。

曾慶存說：“所謂數值預報，就是根據大氣動力學原理建立描述天氣演變過程的方程組（數學模型），然後輸入大氣狀態初值和邊界條件，用計算機進行數值求解，預測未來天氣。”

數值天氣預報誕生之初，準確率並不高，在實際業務中還不能應用，亟須在原始方程研究方面取得突破。

1956年，在蘇聯學習期間，曾慶存加入了對數值預報的研究，選擇了應用斜壓大氣動力學原始方程組做數值天氣預報的課題。

這可是一道時人不大敢問津的世界著名難題。當時，曾慶存的導師國際著名氣象學家基別爾也在研究原始方程，但他的研究開展了一半，碰到很大困難，尚未完成。

“所有的師兄都反對，認為我很可能研究不出來，最後連學位都拿不到。”曾慶存說。

然而，曾慶存從小就有一股子不服輸的勁頭，越是難“啃”的硬骨頭越要好好“啃”。

於是，在導師的指導下，曾慶存開始全力攻堅。

他研究發現，原始方程難以求解的一大重要原因就是大氣運動具有不同的尺度、時刻都在變化，且包含風速、風向、溫度、溼度和氣壓等各種天氣變數，難以建立一套科學有效的穩定計算方法。“我後來想到，何不化繁為簡，按照大氣運動過程的快慢，隱去一方，分別計算，再加以整合。”

那個年代，計算機在前蘇聯也很稀缺。曾慶存每天只有10個小時的上機時間，而且還只能在深夜。於是，他就白天用紙算，晚上帶著紙條去計算機房，一萬多行程式，一條條驗證。

經過努力，1961年，曾慶存首創出“半隱式差分法”數值預報。這項成果立即在莫斯科世界氣象中心應用，預報準確率前所未有地提升到了60%以上。自此，數值預報成為天氣預報的主要方法。

黨和國家的需要，就是我的第一選擇

在曾慶存的學術清單上，國家需求始終是排在第一。

“我出生於貧苦農家，全靠父母和姐姐們承擔繁重的勞動才能讀到中學。當時最大的夢想就是中學畢業當個鄉村教師，賺錢貼補家用。”曾慶存說：“如果不是新中國成立，上大學是想也不敢想的事。我衷心感激黨和國家的恩情，所以黨和國家的需要，就是我的第一選擇。”

1935年5月，曾慶存出生在廣東陽江的一個貧窮的農民家庭。他曾在《和淚而書的敬懷篇》一文中提到自己的幼時生活：“小時候家貧如洗，拍壁無塵。雙親率領他們的孩子們力耕壠畝，只能過著朝望晚米的生活。”

雖然家境貧寒，但父親曾明耀卻非常重視子女的教育，很早就把他和哥哥一起送到學堂讀書。因為知道機會來之不易，兄弟倆也格外珍惜上學讀書的時光，學習很努力，成績一直名列前茅。

1952年，曾慶存考入了北京大學物理系，服從國家需要學習氣象專業。

曾慶存說：“當時，學校提出讓我們一部分學生改學氣象專業，我毫不猶豫就答應了。”

之所以這麼果斷的答應轉氣象專業，曾慶存說一是因為當時新中國剛成立不久，亟需氣象科學人才；二是源於自己的親身經歷，曾慶存幼時家貧，對人民群眾生活和農業生產受天氣和氣候影響有深切感受。

“後來有一件事讓我更加堅定了學習氣象專業的信心。1954年的一場晚霜，把河南40%的小麥凍死了，嚴重影響了當地的糧食產量，老百姓吃不飽肚子。如果能提前預判天氣，做好防範，肯定能減不少損失。”

1970年，曾慶存又一次服從國家發展需要，暫時中止了自己正在進行的研究工作，轉而去從事當時在國際上興起、中國尚是空白的氣象衛星和大氣遙感相關研究工作。

在此期間，繁重的工作使曾慶存積勞成疾，又恰逢自己的兄長也重病需動大手術需要照顧和護理。無奈之下，他只能把妻子和幼子託寄於十分貧困的農村老家。

儘管困難重重，曾慶存仍廢寢忘食地全身心投入工作。

曾慶存說：“做衛星其實是很難的。沒有經驗可參考，資料也很少，還要經常下工廠。但因為是國家需要的，所以不管怎麼樣都要把它搞出來！”

最終，在不懈努力下，曾慶存帶領團隊解決了衛星大氣紅外遙感的基礎理論問題。此後，他又利用一年時間寫出了一部長達30萬字的《大氣紅外遙感（測）原理》一書，於1974年出版。這是當時國際上第一本系統講述衛星大氣紅外遙感定量理論的專著，其中的一些理論直到現在，都在中國和世界氣象衛星遙感和資料應用中被廣泛應用。

“衛星是發現災害性天氣最主要、最重要的手段，自從我們有了氣象衛星之後，中國大陸的颱風監測一個都沒漏掉。”曾慶存很欣慰。

不能讓老一輩科學家創立的優秀研究所在我手上衰落

曾慶存不僅是一位優秀的科學家，還是一位推動我國科研發展的傑出領導者。

1984年，年僅49歲的曾慶存挑起了中國科學院大氣物理研究所所長的重任。然而，剛一上任，迎接他的就是巨大的困難和挑戰。

80年代初期，我國基礎研究正處於極其困窘的境地：國家經濟落後投入少，人們也沒意識到基礎研究的重要性。大氣所因此缺少科研經費，實驗室極其簡陋，資料沒錢買，裝置沒錢更新，生活條件就更不必說了。在這樣的狀況下，整個所里人心渙散。

曾慶存看在眼裡，急在心上。

原中國科學院黨組副書記郭傳傑至今都還記得，32年前他到大氣所調研時，曾慶存為基礎研究和大氣所發展奮力疾呼的場景。

“他說，‘古人有陶淵明，能夠不為五斗米折腰。我也算是個知識分子吧，如果是為我自己，我也不會為五斗米去折下自己這個不太高貴的腰。而現在，我已經摺得腰肌勞損了，可還得繼續折下去。為什麼呢？因為我不能讓竺可楨等老一輩科學家創立的優秀研究所在我手上衰落下去。大氣研究是對國家安全、民生等非常重要的領域，其實我們也不會花太多的錢，就是希望國家能夠重視基礎研究，讓我們的科研人員能夠有一個安心的環境來做工作就行了。”

郭傳傑坦言，那次曾先生的發言讓他有一種振聾發聵的感覺，也讓自己肩上有了一份要推動國家基礎研究大力發展的責任。

此後，在擔任所長的9年間，曾慶存身體力行，歷盡艱難。在他的帶領下，大氣所上下一心，順應改革形勢以及世界大氣科學的發展趨勢，到達了一個新的輝煌高度。他開創和領導的“大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室”“大氣邊界層物理和大氣化學國家重點實驗室”和“國際氣候與環境科學中心”短短几年便在國際上頗有名氣，成為我國大氣科學基礎研究的中堅力量。

在引領和指揮大氣科學大方向的同時，曾慶存還不忘言傳身教，為我國氣象事業培養了一批又一批優秀研究生和青年學者，這些人中的大部分已經成為國家大氣科學研究和業務領域的骨幹和頂尖人才。

曾慶存教導學生，做學問要做深做透，不能淺嘗輒止。為此，他以身作則，每次修改學生論文，必仔細斟酌修改多次。他的學生都有過這種經歷：曾先生修改後的論文草稿都是密密麻麻，又有加頁的，需認真思考才能讀懂。

除此之外，曾慶存還特別注重學生的數理基礎，注重多學科的交叉融合。他帶過的研究生和博士後中，除了來自大氣科學專業背景的外，還有來自基礎數學、應用數學、物理學、力學、海洋科學、以及控制論和環境科學等領域的。

正源於曾慶存的悉心指導和嚴謹治學，很多他帶過的學生如今正一步步成長為科研骨幹，在國內外氣象領域不斷嶄露頭腳。

在埋頭科研之餘，曾慶存也寫得一手好詩和好文章。雖然許多人將科學和藝術看作兩個完全不同的領域，但他卻指出無論科研還是寫作，都離不開理性思維和形象思維二者的相互配合。在曾慶存看來，做學問也是要講求美的，“枯燥無味的學問不是好學問”。

談及中國大氣科學的未來，耄耋之年的曾慶存充滿信心，並寄予厚望。

“我曾立志攀上大氣科學的珠峰，但種種原因所限，沒能登上頂峰，大概只在8600米處建立了一個營地，供後來者繼續攀登。真誠地希望年輕人們勇於攀登，直達無限風光的頂峰。”

（來源：人民日報客戶端）