李澤椿:推開中國數值天氣預報的大門

2020-12-08 中國氣象局

　　

　　李澤椿 

 

　　編者按

　　打開共和國成長的畫卷，以院士為代表的老一輩科學家以國家富強、民族振興、人民幸福為己任，攻堅克難、矢志創新、拼搏奉獻，寫下了無愧於祖國和人民的時代答卷。「胸懷大局、心有大我」，雖然領域、環境不同，但在他們身上都閃耀著同一種精神氣場——科學家精神。

　　為慶祝中華人民共和國成立70周年，大力弘揚科學家精神，《中國科學報》今開設「科技報國 薪火相傳」欄目，講述中國工程院院士敢為人先、嚴謹求實的創新曆程，展現他們追求真理、勇攀高峰的科學精神，激勵更多科技工作者薪火相傳、奮勇前行。

 

　　不久前，超強颱風「利奇馬」登陸我國浙江一帶。它的一舉一動牽動著一位八旬老人的心——坐在中央氣象臺的辦公室裡，李澤椿關注著颱風監測預報的實況。

　　今年84歲的中國工程院院士、氣象學家李澤椿與颱風等災害性天氣預報打了一輩子的交道。如今受身體所限，他已不能再像年輕時那樣到前線「指點江山」，但李澤椿不忘預報的重要性，一有機會就提醒預報員：「要牢記以預防為主，指揮靠前」「做好風險預評估」……

　　「氣象工作是保障性工作，我是天氣預報人員，要不忘初心，為國家公共安全氣象保障、為人民服務好。」李澤椿一字一頓地說，嘶啞的聲音裡充滿著堅定。

　　從軍人到氣象觀測員

　　年少時，李澤椿曾在條件更優越的上海生活讀書，參軍後奔赴祖國西南、西北艱苦地區。他告訴《中國科學報》，他的人生觀、價值觀是在16歲參加空軍氣象幹部培訓班、接受政治教育和氣象觀測技術培訓時塑造的。從那時起，他便牢記中國人民解放軍戰士要為人民服務，「個人的工作和成長要服從國家社會需要」。

　　解放初期，李澤椿受命在秦嶺大巴山區建立一個氣象站，做好西藏航線上的氣象保障。在山區氣象站的日子清貧艱苦，氣象觀測員要24小時值班，吃的是鹹菜、蕎麥和玉米糊。李澤椿還兼作電臺搖機員，每當雷雨天氣發不出電報時，他搖機搖得滿頭大汗、腰痛臂酸。

　　「這些好像是常態，沒想過有多辛苦、多偉大，大家就覺得應該做，很樂觀。」在李澤椿看來，那段經歷讓他受益終生。

　　上世紀60年代，李澤椿到中央氣象臺作預報員，參與每天24小時值班進行全國天氣預報。

　　「全國各單位工作基本處於中斷或半中斷狀態，但氣象預報業務工作沒有中斷過，災害發生人命關天，天氣預報不能停。」李澤椿說。

　　中國工程院原院長徐匡迪曾對李澤椿說：「氣象工作是小行業大覆蓋，各行各業都少不了你們。」這句話一直被李澤椿記在心中並努力踐行。

　　而在中央氣象臺預報員的記憶裡，「氣象工作是國家安全、社會發展必不可少的保障工作」則是李澤椿的「口頭禪」。

　　「現在更是如此，我們『家底』大了，稍有不慎就會造成大量經濟損失和人員傷亡。氣象工作者責任重大。」李澤椿說。

　　從經驗預報到數值預報

　　以往，天氣預報是「月暈而風，礎潤而雨」的經驗預報。科技發展和社會需求變化催生出了天氣圖預報技術。不過，這種定性的預報技術，無法預知大氣內在運動變化狀態，不能滿足人們對天氣預報的需求。

　　上世紀70年代末至80年代初，李澤椿帶領團隊與北京大學、中國科學院大氣物理研究所合作，建成了我國第一個自動化的業務短期（3天）天氣數值預報業務系統，使我國天氣預報實現了由定性到定量、純主觀到主客觀結合的預報。

　　短期數值預報得到了一定程度的解決，那麼更長時間的預報呢？

　　擺在李澤椿面前的最大問題是計算能力無法滿足需求，而計算能力是做好業務數值預報的根基和關鍵。

　　當時國內高性能計算機正在研製試用，一時難以滿足迫切需求，而發達國家對中國進口計算機實施封鎖。李澤椿一面帶領團隊加快與國防科學技術大學合作研製銀河—II型計算機，一面在國家的努力和支持下，最終進口了巨型機系列的CRAY、CYBER 90系列機。

　　得益於計算機的發展，李澤椿團隊建立了我國第一個中期（10天）數值天氣預報業務系統。該系統於1990年投入使用，使我國步入了當時國際上少數幾個能製作中期數值天氣預報的國家行列，更好地滿足國家對氣象保障的需求。

　　李澤椿還作為首席科學家攻關研究颱風、暴雨災害性天氣中尺度數值天氣預報系統，目前，各省業務部門據此結合各自特色需要，建成了各省的中尺度預報系統；此外，他還將並行計算技術應用於數值天氣預報，有效解決了並行計算效率問題，為天氣預報、氣候預測提供了新技術……

　　從一線到跨界

　　曾有人稱讚他「在中國氣象事業中作出了很大的貢獻」，但李澤椿說，氣象工作是極其龐雜的大氣物理工程系統，需要團隊協作，成果不屬於某個人，他只是在團隊中「發揮了一些作用」。他遺憾自己做得還不夠，因為還有很多科學問題需要深入研究。

　　沒有人可以隨便成功。比常人多出百倍的付出，是李澤椿能做出一番事業的關鍵因素。

　　在北京大學讀書時，為了獲得最好計算結果，他騎自行車到中科院借用計算機；每周一次「搶票」坐校車到十三陵北大分校「通程序」；在國家氣象中心搞業務數值天氣預報研發時，為了能「隨心所欲」地使用計算機，他總是趁凌晨2點大家睡覺、計算機空閒時，到機房調程序、改方案。

　　現在，李澤椿已不再承擔氣象預報一線的工作，但他開始將氣象領域工作引入其他行業的諮詢中，比如研究氣象對水資源、生態環境和糧食安全等能發揮什麼作用。

　　在中國氣象臺「80後」工程師尤悅眼中，李澤椿博學多識、淳樸貼心、平易近人。對待後輩，他更像是一位和藹慈祥的老爺爺。

　　也許是因為當過兵的原因，李澤椿喜歡閱讀將軍式人物的傳記，感悟學習他們的道德品質。

　　在李澤椿的辦公室裡，隨處可見家人的照片。「這是我的孫子、孫女，那是我的外孫……」採訪最後，李澤椿滿是幸福地「炫耀」著。

 

　　（來源：《中國科學報》2019-09-06第1版要聞 責任編輯：欒菲）

　　

相關焦點

  • 氣象學家李澤椿:為業務數值天氣預報打上「中國印記」
    (新中國70年)人物誌：氣象學家李澤椿：為業務數值天氣預報打上「中國印記」中新社北京9月6日電 題：氣象學家李澤椿：為業務數值天氣預報打上「中國印記」中新社記者 李亞南 孫自法從「無」到「有」，從「中國印記」到「中國智造」，談起被世界氣象組織稱為20世紀最偉大科技發展之一的數值預報，從事氣象工作近60年的中國工程院院士、天氣動力和數值預報專家李澤椿認為，中國氣象人開闢出了一條屬於自己的發展之路。
  • 中期數值天氣預報開啟新裡程
    他們很難想像，就在二十多年前，我國對中期（未來10天以內）天氣的準確預報，還只是一個夢想。　　在技術的進化史上，1992年11月18日是值得銘記的一天。這一天，中國自主研發的「銀河-Ⅱ」巨型計算機誕生了。同時，中期數值天氣預報業務系統作為首個應用試算成功，登上歷史舞臺。
  • 大氣科學專家稱:數值預報無法取代氣象預報員
    6月4日，在中國氣象局舉辦的直擊天氣——與科學家聊「天」活動中，大氣科學專家探討了天氣預報的準與不準。隨著時代和科技的發展，數值預報成為準與不準的關鍵，不過，中國工程院院士李澤椿稱，數值預報不斷發展並不意味著可以替代天氣預報員。
  • 數值天氣預報——現代天氣預報的基石
    事實確實如此，2018年全國24小時晴雨預報準確率已達87%，暴雨預警準確率提高到88%。為什麼天氣預報能達到這樣一個水平呢？這主要得益於數值天氣預報的不斷發展。可能大多數人對數值天氣預報比較陌生，下面就為您揭開數值天氣預報的神秘面紗。
  • GRAPES:中國數值天氣預報的新平臺
    其中，GRAPES短時臨近天氣預報系統，曾作為唯一的中國發展的預報系統，加入世界氣象組織北京2008年奧運會預報示範和研究示範計劃，為奧運會提供氣象服務。 中國氣象科學研究院院長張人禾告訴記者，GRAPES從科學方案、系統設計、程序編寫調試到試驗優化、工程實現，全部由中國科學家自主研究完成，體現了我國在數值預報領域自主創新能力的大幅增強。
  • 【深度報導】突破天氣預報技術瓶頸有多難?
    中國工程院院士李澤椿認為：「探討預報準確率可以圍繞數值預報展開。因為天氣預報的核心工具就是數值天氣預報。」如今的天氣預報技術已由單一的天氣圖經驗預報轉變為以數值預報產品為基礎、多種觀測資料綜合應用的現代技術。　　周家斌說：「翻看數值預報的發展歷史，你會發現一個規律——依靠科學家的創新，每一次方程的改變都會帶來預報準確率的提升。」
  • 數值預報十周年:我國氣象事業步入「芯」時代
    數值預報是基於數學物理學方法客觀定量計算未來天氣演變的預報技術。作為氣象業務的核心科技，被譽為氣象事業的「晶片」。自主研發中國的數值預報技術，是中國氣象人一直以來的共同願望。2010年4月28日，中國氣象局數值預報中心成立，吹響了我國數值預報自主研發的號角；10年砥礪前行，今天我國數值預報系統不但實現了自主研發、應用、改進、發展的良性循環，全面建立了國家級數值天氣預報業務體系和實現應用服務，還形成了一支高素質、穩定、全技術鏈條的研發和業務應用隊伍。
  • 中國建立自主技術氣象事業「晶片」 天氣預報更靠譜
    2010年4月28日，中國氣象局數值預報中心成立。經過10年攻堅，我國數值天氣預報不但實現了自主研發、應用、改進、發展的良性循環，而且基於自主技術，全面建立了國家級數值天氣預報業務體系並實現應用服務。我國從上世紀80年代初正式成立數值天氣預報業務單位，至今已近40年。
  • 數值天氣預報:靜悄悄的革命
    摘要數值天氣預報的進步代表著一場靜悄悄的革命，因為這些進步源自多年來科學知識和進步的不斷積累。除少數個例外，其與基礎物理學的突破並沒有關係。然而，數值天氣預報在物理學各大領域的影響卻無處不在。這是數值天氣預報發展的理論基礎。1950年，在普林斯頓最早嘗試了使用第一臺電子計算機進行天氣預報（更準確的說是事後模擬預報）；1954年在斯德哥爾摩則第一次進行了實時預報，但是距離日常所需的天氣預報仍有很大差距。
  • 靠它,天氣預報更靠譜
    2010年4月28日，中國氣象局數值預報中心成立。經過10年攻堅，我國數值天氣預報不但實現了自主研發、應用、改進、發展的良性循環，而且基於自主技術，全面建立了國家級數值天氣預報業務體系並實現應用服務。我國從上世紀80年代初正式成立數值天氣預報業務單位，至今已近40年。
  • 天氣預報是世界難題
    目前，美國對龍捲風平均提前13分鐘發出預警，如果能夠提前20分鐘預報，便是很難得的。若想達到提前24小時發出龍捲風預警，還有很長的一段路要走。　　世界各地由於氣候條件、地理位置、地形地貌等種種差異，天氣預報的難易程度是不同的。「我國屬於季風氣候地區，冬季、夏季季節明顯，出現極端性天氣的可能性大。
  • 數值天氣預報背後的故事
    在數值天氣預報的背後，有這樣一個人日復一日無聲地奉獻著，見證著重慶市數值天氣預報精度不斷提高。他就是中科院重慶綠色智能技術研究院高性能計算應用研究中心高級工程師孫啟龍。自2012年加入中科院重慶綠色智能技術研究院從事超級計算應用服務工作，他便和數值天氣預報結下了不解之緣。
  • 什麼叫數值天氣預報
    大氣預報，是氣象人員根據各地探測得來的地面和高空的氣象資料，繪製成各種天氣圖表，再結合從氣象衛星上接收到的衛星雲圖以及氣象雷達觀測得來的資料，進行綜合分析判斷作出來的。隨著電子計算機用於天氣預報，氣象預報人員經過研究，逐漸採用了一種新的預報方法——數值天氣預報方法。
  • 數值預報:有效提高數值天氣預報模式精度
    中國氣象報記者盧健    GRAPES未來20年的發展規劃將著重於「風雲」衛星資料同化。    根據GRAPES的2020年至2040年發展計劃，全球同化預報系統模式水平解析度將高於5千米（歐洲中期天氣預報中心2025年目標是5千米），模式頂層將達到80千米或更高；區域水平解析度將高於1千米（2016年英國氣象局水平解析度達到1.5千米）。    要實現這一目標，數值預報模式所需要的觀測信息要同步發展。
  • 數值天氣預報的前世今生
    而如今，得益於天氣預報的技術進步，我們從經驗預報時代邁進了數值天氣預報時代，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%。在這個春暖花開的季節，就讓我們跟隨第61屆國際氣象組織獎獲得者、中國科學院大氣物理研究所院士曾慶存，一覽數值天氣預報的前世今生。
  • 漲知識:這個「超級大腦」改變了中國的天氣預報!
    超級計算機，如今已是氣象工作不可或缺的利器，數值預報則是天氣預報的重要技術手段。兩者珠聯璧合，共同成就了當代天氣預報的主流方法。 當下，我國的氣象「超算」和數值天氣預報已較成熟。第一章 　中期預報的艱難歲月20世紀80年代，數值預報已經成為國際天氣預報的主流發展趨勢，而我國的中期數值天氣預報系統尚未建立，已經成為制約預報能力提高的重要因素。
  • 四問天氣預報準確率(系列報導)
    中國工程院院士李澤椿認為：「探討預報準確率可以圍繞數值預報展開。因為天氣預報的核心工具就是數值天氣預報。」如今的天氣預報技術已由單一的天氣圖經驗預報轉變為以數值預報產品為基礎、多種觀測資料綜合應用的現代技術。　　周家斌說：「翻看數值預報的發展歷史，你會發現一個規律——依靠科學家的創新，每一次方程的改變都會帶來預報準確率的提升。」
  • 數值天氣預報(上)
    這樣方法叫數值天氣預報，亦稱「天氣預報的流體力學方法」。它是目前全世界都在用的一種天氣預報方法尤其對3~7天內的預報，比較準確。它是根據描述大氣運動規律的流動力學和熱力學原理，構成閉合方程組，也就是大氣的數值模型，只要知道某個時刻大氣的初始狀態，就可通過數學方法求解，計算出來某個時間大氣的狀態，亦就是通常所說的天氣形勢及有關的氣象要素如溫度、風、降水等。
  • 美國與歐洲數值天氣預報比較及對中國的啟示
    歐洲中期數值天氣預報中心（ECMWF）於1975年11月4日正式成立，1979年8月1日開始正式發布中期數值天氣預報。細讀魯德的文章，所談到的美國數值天氣預報模式發展中存在的弱點，算不上新奇，也都是在中國常遇到的問題，只是魯德在分析時更具有針對性，將美國與歐洲的做法進行了對照分析，將問題揭示得簡明、清晰，令人信服。
  • 李澤椿:謹防極端天氣影響生態環境安全
    如何充分認識極端天氣對生態環境影響的嚴重性，從哪些方面尋找對策？中國工程院院士李澤椿在中國氣象局和重慶市政府共同舉辦的中國秦巴山區典型氣候研討會上亮出了自己的觀點。　　　　應從極端天氣演變來研究生態問題　　影響生態環境的氣候變化大致可以分為兩種：一種是慢性、長期和大範圍的，比如原本少雨的北方地區常年多雨；另一種是實時、分散的極端天氣事件，比如某次特大暴雨過程、強風雹、極端高溫等。　　「實時、分散的極端天氣事件往往是致命的。」李澤椿說。