曾慶存:60年前提出的天氣預報算法沿用至今

2020-12-06 環京津網

原標題:國家最高科學技術獎得主曾慶存:60年前提出的天氣預報算法沿用至今

圖片來源:新華網

作為中國數值天氣預報業務的開創者,曾慶存成為2019年度國家最高科學技術獎得主。

2020年1月10日上午,2019年度國家科學技術獎勵大會隆重召開。中國第一代核潛艇總設計師黃旭華院士、中國科學院大氣物理研究所研究員曾慶存院士,獲2019年度國家最高科學技術獎。

84歲的曾慶存,是中國科學院院士、中國氣象學會名譽理事長,也是在世界上享有極高知名度的氣象科學家(中國科學院官網的評價),早在上世紀50年代,他即進入氣象科學領域,成為中國氣象學承前啟後的關鍵科學家之一。

1935年5月,曾慶存出生於廣東省陽江市一個貧困的農民家庭,1952年考入北京大學物理系。因為國家需要氣象人才,曾慶存當時是服從國家需要,被分配學氣象專業。1957年,國家選派一批人到蘇聯學習氣象專業,22歲的曾慶存名列其中。在蘇聯,他師從國際著名氣象學家、蘇聯科學院通訊院士基別爾。

據科技日報報導,正是在蘇聯學習期間,面對蘇聯導師布置的用原始方程作短期天氣預報的難題,曾慶存提出了著名的「半隱式差分法」。「導師把這個題目給我時,所有的師兄都反對,認為我不一定研究得出來,可能拿不到學位。可導師不相信,還是讓我選擇了這個題目。」曾慶存事後曾回憶。

「半隱式差分法」是世界上首個用原始方程直接進行實際天氣預報的方法,隨即用於實際天氣預報業務,至今仍在沿用。

1979年,曾慶存專著《數值天氣預報的數學物理基礎》(第一卷)問世,被外國科學家譽為「世界首創,是第一本這方面的著作,是氣象理論化的代表作;美國同行稱讚「這卷書的出版對發展動力氣象學文獻有突出的貢獻,將立於世界優秀名著之林;2006年曾慶存與他的專家研究群體合著的《千裡黃雲——東亞沙塵暴研究》,是目前最系統、最全面和最深入的對沙塵天氣的研究成果。

日前在接受網易科技採訪時,曾慶存表示,中國數值天氣預報的準確率和時效性已經有了質的提高。目前天氣預報的時效性已經提高到5-7天,也就是說7天內的大範圍天氣是可以預測的。因為中國還有氣象衛星進行天氣監測,氣象衛星監測和數值天氣預測成為兩大利器,尤其在氣象災害,如對颱風、暴雨等的監測、預測和防治方面,得到有效應用。

據環球網統計,這次榮獲國家最高科技獎之前,曾慶存已是榮譽等身,1980年當選中科院學部委員(院士)、1994年當選俄羅斯科學院外籍院士,1995年當選發展中國家科學院院士,2014年當選美國氣象學會榮譽會員。他還先後獲得全國科學大會獎、國家自然科學獎、何梁何利科技進步獎、中科院自然科學獎和傑出成就獎,2016年被聯合國世界氣象組織授予該組織最高獎——國際氣象組織獎。

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    大家都習慣了天氣預報帶來的便捷服務,但是否知道目前天氣預報的準確率多高?它的「前世今生」怎樣?未來的天氣預報會如何發展?中國科學院大氣物理研究所曾慶存院士給大家作出了解答。「天氣預報達到『十報九準』甚至『十報十準』,目前來說不大可能。」曾慶存說,天氣有偶然性,它不在人工實驗室裡,也不被人為控制,是預報總會有偏差。相當準確的預報,幫助我國實現了多個登陸颱風的零死亡。曾慶存說:「如今,我們已經能把颱風牢牢控制住了。」
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    20世紀50年代,即將畢業的曾慶存到中央氣象臺實習,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發布天氣預報。但由於缺少精確計算,做天氣預報往往只能定性分析判斷,憑經驗做預報,心裡沒把握。  「那時我就下決心要研究客觀定量的數值天氣預報,提高天氣預報的準確性,增加人們戰勝自然災害的能力。」
  • 他讓天氣預報越來越精準
    在科學界,曾慶存成名很早。25歲破解世界級氣象難題,為如今的天氣預報技術奠定基礎;44歲「夠格」領取國家津貼,與著名數學家陳景潤「同在第一檔」;45歲當選中國科學院學部委員(院士)。  出了科學界,聽說過曾慶存的人不多。
  • 經點科學丨天氣預報越來越準了!你猜是為啥?
    此後,國際上轉到對完整大氣方程的研究,找到天氣變化的主因和能供電子計算機及時計算的方法,才能有真正可實用的數值天氣預報。幸運的是,1961年,我們最先找到了!而且,經檢驗,預報準確度>60%,可實際使用。「中華民族是有優秀理論思維的。
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