曾庆存院士 雄心初立志驱前 科研报国永不悔

赵振云

“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。”这是一位中科院院士1961年从苏联留学回国时写下的《自励》诗。回国的那一刻，他决心不辜负国家的培养，立志要攀上大气科学的珠穆朗玛峰。

60余年来，他在大气科学、地球流体力学、卫星遥感、气候与环境科学、自然控制论等领域取得了一系列突出成就。先后获得国家自然科学奖二等奖2项和三等奖1项，中国科学院自然科学奖一等奖4项，中国科学院科技进步奖一等奖1项，何梁何利基金科学与技术进步奖1项。2016年他获得了享有“气象诺贝尔奖”之称的“第61届国际气象组织奖”，用丰硕的科研成果回应了当初的承诺。他就是中国科学院院士、俄罗斯科学院外籍院士、中国气象学会名誉理事长曾庆存。

一

科研

让数值天气预报应用到实际

1935年5月，曾庆存出生在广东阳江的一个农民家庭。虽然家境贫寒，但父亲却非常重视子女的教育，很早就把他和哥哥一起送到学堂读书。

1952年，曾庆存考入北京大学物理系气象专业。1956年大学毕业后，他被选派到苏联留学深造，师从气象学大师基别尔。当时气象科学还处在半理论半经验阶段，由于缺少精确的计算，很多预报还要依靠经验来估计。面对当时困难的原始方程研究，曾庆存选择了迎难而上。

曾庆存：现在每天的天气预报已经由经验发展成为由理论基础、计算、数字表达出来的预报，这叫做数值天气预报。数值预报是上世纪五十年代就开始有的，但是不能够使用。这是为什么？那个方程太简单了。1960年以后，气象学家们为了使数值天气预报能应用到实际，就转到原始方程的研究方向了。幸好那个时候我在苏联，导师建议让我来做这块的研究。我就开始行动了，但是很难去解决这个问题，难的不得了。

1960年，曾庆存提出了 “半隐式差分”方案，成为世界上最早应用原始方程进行数值天气预报的研究者之一。他首创的“半隐式差分法”至今仍在广泛应用。

二

方法

将数学方法应用于气象研究

面对困难的原始方程研究，曾庆存花了很大的力气去探索。通过运用数学方法，他打开了原始方程研究的新通道。

曾庆存：你在数值预报用这套东西是要做大量的计算的，那就要问你用到设计的方程是协调的吗？是完整的吗？是有解的吗？那么这些问题呢，当时没法解答。所以，我花了很大的力气才找到出路。

“半隐式差分”的本质就是把快过程一个算法、慢过程一种算法两个综合起来，既考虑它的相互作用，又不至于太慢，可算。有了原始方程，有了这种有效的算法，就可以变成应用使用了。

1979年我写的了一本书——《数值天气预报的数学物理基础》，这本书已经解决了相当（一部分）问题了。这样的话就带动数学界投身到大气动力学和地球人体力学的数学问题研究中。

长达80万字的《数值天气预报的数学物理基础》被誉为“大气动力学理论化的标杆著作”。它将数学、力学和气象学有机地结合起来，为我国数值天气预报的研究与应用奠定了重要基础，也吸引了一大批数学家开始关注和参与到气象科学研究。

三

突破

将大气遥感问题发展成系统理论

曾庆存院士也是我国最早从事气象遥感卫星研究的科学家之一。1970年开始，曾庆存被调入气象卫星研究部门从事气象卫星的研究工作。他第一次把大气遥感问题发展成系统理论，他所提出的“最佳信息层”理論为卫星遥感通道的选择提供了重要指引。

曾庆存：卫星是发现灾害性的天气的最重要手段。比如说，台风、暴雨、水灾、旱涝等灾害天气。所以自从有了气象卫星，有了我们这个监测以后，中国大陆的台风预测一个都没有漏掉，全都发现了。另外呢，沙尘暴也是很难预测的。但自从中国有了卫星，中国的沙尘暴一个也没漏掉。

那个时候领导层经过调查，就把我调去了气象卫星这方面做研究。尽管当初进行气象卫星研制时没有经验，遥感资料和大气资料也很少，但还是边学边做，投入到发展大气遥感理论的工作中。遥感的理论那个时候还是非常不清楚的，比如说用这个办法能不能得到遥感资料、大气资料，它仪器精度是多少等等，这些问题都不是很清楚。

第一是能不能做到。第二如果能做到，达到的灵敏度又是多少。这是很不清楚的。搞卫星，是很难的一件事，又要下工厂，又要花时间把外国理论仔细掂量掂量。但是那是国家需要的，你必须要按时完成，你不完成不行的，不然怎么打破国际封锁呢？

那段时间很艰苦，忘记吃饭睡觉都是常事，因为不管怎样都要把卫星搞出来。就是凭着这顾劲儿，让我在大气遥感系列理论上有了突破。我一点也不后悔自己做的决定，因为那是国家的需要。

1979年，曾庆存当选为全国劳动模范；1980年，45岁的曾庆存当选为中国科学院学部委员，是当时最年轻的学部委员之一。

四

心得

人民的需要、国家的需要是推动我要深入研究的最大动力

回顾六十余年的科学探索过程，曾庆存院士分享了他的科研心得。

曾庆存：人民的需要、国家的需要是推动我要深入研究的最大动力。同时我也深深感到，只有不畏艰险攀登的人才能够达到这一步，你想直直上去，是上不去的，这就需要这种精神，很艰苦的。另外知识是积累的，是由量变到质变的过程，经历了山穷水尽，也许就会突然柳暗花明、豁然开朗了。

这是我科学研究很深的一个感悟，人类认识某一个东西，就是由量变到质变。从渐悟到认识，是一步步到悟，突然有很大质的变化就是顿悟。一天就顿悟了。

五

创作

好诗、好文章 生活总是最好的老师

在中国科学院，曾庆存更是因为写得一手好诗、好文章而有着“诗人院士”的美誉。在曾庆存的眼中，无论科研还是写作，都离不开理性思维和形象思维二者的相互配合。写诗虽受心血来潮的灵感冲动所引起，但其意境和形象的表达却是理性思维的范畴。

他曾写作《帝舜〈南风〉歌考》，一字一句地讲述《南风》歌这首世界上第一篇关于季风的文献。

“南风之熏兮，可以解吾民之愠兮；南风之时兮，可以阜吾民之财兮。”《南风》歌全文寥寥26个字，却对东亚夏季风的性状及其对社會民生的影响记载和刻画得简明深刻。曾庆存对《南风》歌的气象学含义作了详细的解读和考据。

除了从前人的诗歌中解读科学，曾庆存也创作了不少以科学为题材的诗歌作品。《咏亿年前古树硅化石》便是一首这样的作品。他从公园里的一株硅化木的形成，联想到宇宙洪荒、世间生命的死生轮回，睹物寄情。他是漫漫时空中的观察者，更是生命的歌咏者。

这首诗甚至成为了中小学考试题目，不仅引导学生们从中解答自然知识，同时也帮助青年人树立自己的时空观念。而这样既具科学性、又具艺术性的优秀作品，只是曾庆存偶然间看到公园里的硅化木后一笔写就的。

“以前出差开会，没有时间欣赏风景，更没有时间写东西。现在好一点，尽量抽个半天转转，晚上、路上写写游记、诗歌。”万水千山总关情，不管是写诗的曾庆存，还是做科研的曾庆存，生活总是最好的老师。

六

期待

为祖国为人民为科学努力工作

对于年轻一代的气象科研工作者，曾庆存寄予了期望。

曾庆存：我们气象事业整体上是世界一流的，没必要自卑，也不要自我否定。我们国家气象事业在发展当中，气象事业是为国家为人民的，气象业务工作人员也很努力。我希望搞研究的人，也要很好的联系实际，研究这些问题。除了向外国学习外，向中国的实际，向中国气象人员学习，从实际里面找出研究的问题，就不会站不住脚。这是我们理论联系实际很重要的问题，也是我们很好的传统。

我希望我们青年人很好地继承这个传统，为祖国为人民为科学努力工作，这是我说的很重要的问题。我自己为科学毫无愧色，我是这么做的，我希望我们后一辈也这么做。

天欲白，兴犹酣，鼓难停，抒不尽，古今中外情。如今耄耋之年的曾庆存院士依然保持着对科研、对科普、对人才培养的热情，用自己的点滴行动推动我国气象科学事业不断开拓前行，为创新性国家的建设多贡献一份力量。