曾庆存:风霜雨雪总关情

2020-05-26 01:58
作文评点报·作文素材初中版 2020年20期
关键词:天气预报方程组院士

素材导读

曾庆存,1935年出生于广东省阳江市,国际著名大气科学家,2019年度国家最高科学技术奖获得者。1980年当选中国科学院学部委员(院士),1994年当选俄罗斯科学院外籍院士,2014年当选美国气象学会荣誉会员(该学会最高荣誉)。曾庆存院士为现代大气科学和气象事业的两大领域——数值天气预报和气象卫星遥感做出了开创性和基础性的贡献。

素材呈现一

矢志不渝攀“珠峰”

他,是中国科学院公认的“诗人院士”,写得一手好诗文,练得一手好书法;他,是我国气象预报事业的泰斗,桃李满天下,带出的学生有3位已是中科院院士;他,首创“半隐式差分法”,随即用于天气预报领域,至今仍在沿用。

他,是中国科学院院士、国际数值天气预报的奠基人之一,是2019年度国家最高科学技术奖获得者——曾庆存。

在气象学界,曾庆存的“敢啃硬骨头”是出了名的。

1957年,曾庆存北京大学毕业后被选拔赴苏联深造,师从国际著名气象学家基别尔。读研时,他选择的论文题目曾让众师兄目瞪口呆——应用斜压大气动力学原始方程组做数值天气预报的研究。

什么是数值天气预报?简单说,即根据物理学原理建立描述天气演变过程的方程组,输入大气状态初值和边界条件,用电子计算机作数值求解,预测未来天气。今天,我们能告别望天看云的经验预报时代,正是得益于这一天气预报方法的出现。

听起来似乎很简单,其实不然。早在20世纪初,科学界就提出利用描述大气运动的原始方程组做数值天气预报的构思,然而几十年过去,种种尝试均宣告失败。彼时,曾庆存面临的是一道极其复杂、时人不大敢问津的世界著名难题。到底有多难?就拿计算方面来说,原始方程组包含需要计算的大气物理变量很多,例如温度、气压、湿度、风向、风速等;又包含有涡旋和各种波动的运动过程。在当时的计算条件下,要想“追上天气变化的速度”并将其计算出来,几乎是天方夜谭。

明知山有虎,偏向虎山行。苦读冥思,反复试验,曾庆存最终从分析大气运动规律的本质入手,用不同的计算方法分别计算不同过程,首创求解大气运动原始方程组的“半隐式差分法”,给出了世界上第一张采用原始方程组的天气预报图。那一年,曾庆存26岁。

不久后,这项成果在莫斯科世界气象中心应用,天气预报准确率前所未有地提升到了60%以上。自此,被世界气象组织盛赞“20世纪最重大的科技和社会进步之一”的数值天气预报,从梦想照进了现实。

面对随之而来的赞誉,曾庆存选择了立刻回国。他说:“当时就一个念头,回国!我是广东农村的贫苦孩子,没有党、没有新中国,我哪能上大学?国家需要我回去搞建设。”

素材呈现二

咬定青山解难题

“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。”1961年,从苏联学成归来的曾庆存,心潮澎湃,写下了这首《自励》诗。

咬定青山不放松。苦于当时国内没有电子计算机,回国后的曾庆存集中攻关大气和地球流体力学以及数值天气预报中的基础理论问题。这在当时看来是十分抽象和“脱离实际”的,有人就此向院里告“黑状”。

曾庆存咬牙坚持,在大气和地球流体力学的物理数学理论研究上做出开创性、系统性成果,并发展了一些至今仍是世界数值天气预报和气候预测的核心技术,曾庆存成为国际数值天气预报的奠基人之一。

但他没有止步于此。国家提出要研制自己的气象卫星,1970年,曾庆存又服从国家需要,开始深入研究应用卫星开展大气红外遥感的基础理论问题,并于1974年发表专著《大气红外遥测原理》。后来,他提出求解“遥感方程”的有效反演算法,成为世界各主要卫星数据处理和服务中心的主要算法。

要有“十年磨一剑”的科学精神。经他修改的学生论文,一般都会布满修改意见,甚至还会加页。这样严谨的治学态度也延续到了他的生活中。一次,他的学生、中国科学院院士穆穆到他家中请教问题,一进厨房,就看见他正按照个头大小给盘中的虾排序。“曾老师一丝不苟的作风,由此可见一斑。”穆穆说。

素材呈现三

耄耋之年犹奋斗

一口浓浓的方言,讲起话来慢条斯理——在亲朋好友的眼中,曾庆存私下其实是个很有趣的小老头。比如,他做得一手好家务,写得一手好书法,出版了两本诗集,有着“诗人院士”的美誉。但他认为自己只是个诗歌爱好者,“有时搞科研累了,就喜欢写写诗歌放松下”。他的学生记得,一次两人工作累了,听说北大西门有弹棉花的,曾庆存就兴冲冲叫上他去看弹棉花。

在中国科学院,曾庆存还以博学多才而著称。这从他带出的学生即可得知。比如,中国科学院院士王会军学的是大气科学,穆穆院士、戴永久院士学的是数学,还有来自其他领域的。“不管是什么方向的学生,曾老师总能根据他们的特长因材施教。”戴永久说。

正因涉猎广泛,曾庆存在数值天气预报的研究基础上,也创下多个“第一”。

不过,与专业领域上的成就相比,让同行们更钦佩的是曾庆存的先知卓见。20世纪80年代末,曾庆存提出購买超级计算机的设想。起初,大家不理解,认为“曾庆存疯了”。当时,一台计算机要四五十万元,是个天文数字。为此,曾庆存三番五次向上面争取,最后终于获得批准。他说:“陶渊明不为五斗米折腰,如果是为自己,我也不愿意折我这个不算高贵的腰。但现在,我已经折得腰肌劳损了,还得折下去,因为我要让老一辈创建的优秀研究继续发展下去。”事实证明,正是因为有了超算,有了强大的计算能力,才有了后来中国天气预报事业发展的突飞猛进。

“天欲白,兴犹酣,鼓难停,抒不尽,古今中外情。”而今,已是耄耋之年的曾庆存,正像他写的诗那样,依然奋战在科研第一线,推动建立研究和预估全球气候和生态环境变化的“地球系统数值模拟装置”。

素材解读

在别人称赞曾庆存已经登顶的时候,他回顾自己的科研成绩,却一如既往的谦逊:“我曾立志攀登科学的‘珠峰,但我并没有到山顶,大概在海拔8600米的地方建了个营地,供后来者继续攀登。”他还说:“长江后浪推前浪,一代一代往前走,科学哪有到顶的时候呢?”曾庆存将个人选择融入民族发展的大潮中,成就了国家的同时也成就了自我,不愧为时代偶像。

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