曾庆存 曾庆存:勇攀气象学之巅 情牵故乡的云

栏目:美食 2021-10-13 08:50:01
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2020年1月10日,中共中央、国务院在北京召开全国科学技术奖励大会。获得2019年国家科学技术奖的曾庆存院士代表所有获奖者发言

◎《南方》杂志记者∕杨洋来自广州等地

◎本文编辑∕李严新

广东的六月,风云变幻,烈日与风雨交替。

85岁的曾庆存投身一线,带着他的院士学生,在广东沿海进行了半个多月的科学考察。

这位头发花白的老人,穿着朴素的衣服,操着阳江口音的普通话。很难将他与世界著名的气象学家和“诗人院士”联系起来。

他从不离开他的黑色公文包。他想到什么就从包里拿出笔记本,把问题写下来。有时候只写半个小时,他完全沉浸在其中,所以不能参加晚餐。

凭借这种研究,曾庆存在26岁时从理论上破解了“地转适应过程”的本质,首创了“半隐式差分法”数值求解大气动力学原始方程,并应用于天气预报业务。后来,他为其进一步发展研究了基本数学问题,对“20世纪最重要的科学、技术和社会进步之一”的数值预报作出了突出贡献;45岁当选中国科学院院士;81岁时被授予国际气象组织奖,这是世界气象组织每年只授予一人的最高气象奖;85岁时,他被授予中国“国家科学技术奖”。

半个多世纪前在竹林芭蕉叶下长大的阳江少年,如今已是国际气象学的顶尖学者。而他正在对家乡的“风云”进行更系统、更深入的科学研究,在广东这片故土上再创辉煌。

专心在竹林的芭蕉叶下努力学习

1935年,曾庆村出生在阳江的一个贫苦农民家庭。他年轻的时候,是在竹林的芭蕉叶下长大的。他在农业方面很努力,对“靠天”有很深的理解。

阳江位于南海之滨。由于其特殊的地理环境,台风经常正面登陆。曾庆存对此印象深刻。每次台风登陆,不仅农业受到影响,他家也损失了上千间房屋。

11岁那年,有一天台风过境,一家人被困在里面。没怎么读书的曾庆存父亲提出了一句话“龙雨疑”,让曾庆存和弟弟曾庆丰配对。聊着聊着,父子兄弟商议着,得了一首诗:“长雨疑,长风似于空。单鑫开了日月,风雨不穷。”

回顾这段童年,曾庆存完全不记得房子漏水的事,但他想到了父亲的用心。

“如果没有父亲的熏陶和启迪,我和哥哥也不会走上读书的道路。”曾庆存说,虽然父亲曾姚明是农民,只上过三年私塾,但他一直向往知识。他每年过年都帮村民写对联,还经常带着兄弟们对唱诗,用木棍在地上练习“写大字”。

一次偶然的机会,曾姚明在去摘肥肉的路上遇到了当地一所小学的校长。校长见他举手时显出儒雅,便问:“家里的孩子几岁了?一定要让孩子学习。”

当时,曾家太穷,吃不饱饭。尽管如此,曾姚明还是咬紧牙关,把曾庆峰送到了这所新学校,也就是现在的阳江市江城第一小学。当时曾庆存只有6岁,和哥哥一起开始了他的学生生涯,做观众学生。从那以后,两个农民少年每天光着脚,衣衫褴褛,在田地和学校之间来回奔波。

“当时照明没有油的时候,父亲用泡了几个月水晒干的竹条当灯来照明。我父亲只是举着灯,看着我们的兄弟在睡觉前完成作业。”此时,老人的眼里溢满了泪水。

正是在这样的家庭环境下,曾氏兄弟珍惜来之不易的学习机会。曾庆存成了老师描述的“年轻、成熟、有才华”的孩子。

1946年,抗战胜利后不久,他小学都没毕业。他和哥哥曾庆峰参加了“跳考”,直接上了中学,1952年考上了北京大学物理系,从而开始了自己的科学生涯。

2012年12月,曾庆存院士回到母校阳江一中讲学,受到学生们的热烈欢迎

根据祖国的需要,勇敢地攀登珠穆朗玛峰

曾庆存有一个“原子梦”。他想学物理,但后来服从了国家分配,学了气象学。

当时新中国刚刚成立,中国急需气象科学人才。“我是个穷孩子,吃不饱。国家培养我学习,国家需要我做什么,我就做好。”曾庆存说。

1956年,曾庆存大学毕业时郑重提交入党申请书,“响应党中央进军科学的号召,为祖国建设贡献力量。我决心把一切献给党,献给祖国,献给人民。”。

1957年底,曾庆存以公派学生身份赴苏联深造,师从气象大师基比尔。Kibier很欣赏这个勤奋的中国学生,并给了他当时国际气象学尚未解决的问题:利用斜压流体力学的原始方程进行天气预报。

这道题有多难?通俗地说,这样一个原始的方程组包含了许多大气物理变量,涉及到运动过程。在目前的计算条件下,它和山没什么区别。学生们担心,“这会让曾庆存无法毕业”。

“龚宇渴望搬到龙山”。曾庆存并没有被此吓倒。相反,他反复思考和推断。经过三年的探索,他开创了求解大气运动原始方程的“半隐式差分法”。莫斯科世界气象中心立即应用这一研究成果,天气预报准确率达到60%以上,这也是世界数值天气预报史上的里程碑式成就。

那一年,曾庆存26岁,国际赞誉纷至沓来。然而,他毅然选择回到中国:“国家需要我回去建设!”回国后,他写了一首诗《自我激励》:“经过二十年的温室栽培,雄心壮志决心向前。如果一个男人真的很帅,那就向北爬珠穆朗玛峰。”

珠穆朗玛峰北坡比南坡陡,北是中国领土。曾庆存用诗理清思路,在科研上不得不走出“中国路”。

回国后,曾庆存被分配到中国科学院地球物理研究所气象研究室工作。做科研是板凳工作,曾庆存却乐在其中。他经常呆在几平米的宿舍里,没日没夜地推配方,忘了吃饭睡觉。当时他有句话说:“头尖,屁股方,饿了就推配方,越推越新鲜。”。

1970年,曾庆存服从国家需要,紧急调任卫星气象总体组技术负责人;1974年出版了《大气红外遥测原理》一书,提出了求解“遥感方程”的“反演算法”。现在已经成为世界各大气象卫星数据处理和服务中心的主要算法;20世纪80年代,他成为院士,领导中国科学院大气科学研究所所长。在科研经费短缺的情况下,曾庆存想尽一切办法筹集资金,引进一台国际先进的计算机用于大气研究...

“人民的需要、国家的需要,是我深入研究的强大动力。”曾庆存在党内60多年,以他不变的本心和满腔的热血,推动着中国气象史上一次又一次的进步。

书香传承不受影响。

曾庆存的家国信仰是从导师谢那里传承下来的。谢院士是中国气象大师,现代气象学的奠基人之一。他经常教导学生,他们应该更多地考虑国家和天气预报业务。

曾庆存还记得,大学毕业时,他想快点工作,孝敬父母。得知此事后,谢先生按期给家人寄钱,以解后顾之忧。不允许他掉队,这样他才能安心在苏联学习。

曾庆存也传承了这种精神。他经常帮助科研素质优秀但遇到困难的学生自掏腰包。“有其父必有其子。”中国科学院大气物理研究所副所长程新金描述了曾老和他的学生之间的关系。

曾庆存一生全心全意关心学生,但在科研上却因材施教。2019年当选中国科学院院士的中山大学大气科学学院教授戴永久,在研究生时曾被矛头直指曾庆存,但老师却告诉他“静心学习几年,不愁写文章”。戴一头扎进那堆永远的书里,读了八年书,最后一年才开始写论文。

代勇在数值天气预报、地球系统模式的气候和陆面过程模式等领域做出了系统和开创性的贡献。曾庆存非常自豪:“学生不能只是老师的延续,他们可以在新的领域创造,这是我最想看到的。”

曾庆存是气象学专家,但他不要求学生局限于自己的学科。在他培养的学生中,有三位院士和两位少将。除了大气科学专业,还有数学、物理、力学、控制论和环境科学专业的学生。

“读书,继承而不放手。探索创新,不求新奇。学习和寻求真理就是这样。”

曾庆存在2004年写的一篇碑文解释了他的学习理念。他不仅在培养学生上“无动于衷”,在自己的科研和个人修养上也没有边界。

曾庆存最早学习的是基础科学物理,但在气象学领域达到了国际高峰。他在20世纪90年代提出并对自然控制论系统进行了深入研究。本世纪初,气象灾害监测、预报、防治的系统研究被提出并引领。通过大信息处理和超算,遥感、定量预报、预警、灾害分析预报和灾害天气防控方案成为系统工程;近10年来,我们一直在研究地球系统动力学模型,以解决全球气候和环境变化的核心科学方法。除了继续现有的基础和创造性研究,每个时期都开辟了新的研究领域,取得了巨大的成就。学术成果扎实,具有重要的交叉学科影响力,同时担任气象学会、工业与应用数学学会、海洋学学会主席。

更难得的是,他还是一位诗人和书法家。他从小就发表了多首记录“诗言志”的诗歌,也善于用科学知识解读中国古典艺术。他的论文《舜《南风》考宋》对季风文学进行了细致的解读和研究,堪称一部弥合科学与艺术鸿沟的力作,难怪家乡阳江的村民都说,曾庆存如果不做气象学家,一定会成为一名优秀的作家。

想家,反哺广东

2020年1月10日,人民大会堂曾庆存院士与中国船舶重工集团公司719研究所黄旭华院士共同获得2019年度国家科学技术奖。巧合的是,两位获奖者都来自广东。

千里之外的阳江市江城区岗列玉沙村,村民们自豪地点燃鞭炮庆祝。在获奖的消息上,曾庆存依然保持冷静,“只是深深觉得国家给的荣誉太多了,实至名归”。

曾庆存始终对祖国心怀感恩,对家乡充满思念。1983年,他离开家乡学习后,第一次回到了故土。面对母校的中小学生,曾庆存鼓励孩子们努力学习,培养“为人民服务,献身真理”的品格,拥有“牛气”和“马赛精神”。黄牛的作风应该像吃草一样贪婪,时不时地反刍知识,获取新知识;马赛精神就是找准目标,像驻守边塞的马一样勇敢。

1996年,曾庆存获得“贺李科学奖”。他向母校阳江一中、广东杨亮中学捐款10万港元,设立“姚明·冯晴奖学金”,鼓励学生求学。

说起来,后来广东气象界也出现了“阳江现象”。目前,很多气象领域的专家学者都来自阳江。“这可能是因为气象灾害经常严重影响他们的家乡。人们对气象有个人感觉,不一定和自己有关。”曾庆存说。但是,他所倡导的精神,确实激励了一代又一代的阳江学子。

曾庆存一直关心家乡大气、水文、水利、海洋、空和生态环境的科研、建设和业务工作中的问题。自1995年以来,他多次建议和实施相关项目的建设,如珠江口整治、水利问题、数值天气预报、气象卫星和海洋卫星的应用、海洋监测与研究、防灾减灾等。

曾庆存推动的广东省区域数值预报重点实验室已成为全国最好的区域数值预报机构。“曾先生担任学术委员会主任,每年都来广州对实验室工作进行详细指导。”实验室主任冯研究员说。

曾庆存在上世纪八九十年代与中国科学院南海研究所合作得很好。他的课题组与南海研究所合作,利用动力学模型计算南海月海洋环流,是我国最早的海洋数值模拟工作之一。他也非常关心广东的高等教育,一直全力支持中山大学气象系和大气科学学院的建设。

“广东高度重视高等教育和科学研究,要努力开展高水平工作。”前几年,曾庆存最喜欢的学生戴永久院士也去了中山大学,从北京带来了一个团队,大大加强了CUHK的实力。现在,CUHK大气科学学院是CUHK的顶尖单位。

攀登高峰,观看海湾地区的风暴

2020年6月,曾庆存带领团队历时半个多月完成调查。他惊喜地发现,广东通过在珠三角建立新的雷达网,形成高时间空分辨率探测,积累了大量指标量。经过深入研究,实际实现了龙卷风监测和临近预警预报。

曾庆存表示,这是“划时代的进步”。在龙卷风监测的基础上,他进一步思考,或许在未来,他可以用“自然控制论”的思维,对龙卷风进行人工干预,可以更好地起到防灾减灾的作用。

“比如你抽烟的时候,吐出烟圈,这可以人为打乱。龙卷风产生之初,能量相对较小。如果能被干扰,比如使用无人机或者发射导弹这样的物体,携带足够的爆炸能量进入关键部位释放,还能破坏龙卷风的形成吗?”正值壮年的曾庆存,常常对科幻有如此大胆的想法,并且有着强烈的头脑。

近十年来,曾庆存致力于全球气候与环境变化这一重大国际外交问题的研究,并带领中国自主研发了地球系统模型。地球系统模型的研究中有大量的信息和计算,所以必须有“超算”。2018年,我国首个特殊地球系统数值模拟装置“余”在北京建成,计划2022年建成。它将对地球的土壤、海洋、大气、空等进行更精确的模拟。它将对推动我国气候变化和可持续发展的研究起到关键作用,还可以模拟生态建设、环境工程、环境污染预测与控制、农业规划等。

现在,中山大学戴永久院士领导的团队也参与了曾庆存领导的中国科学院地球系统模型的开发,第二版已经完成。曾庆存希望广东省能够全力支持这一合作,将广州打造成ESM的世界中心。

曾庆在应用和计算数学方面有着深厚的造诣。当他得知广州、深圳即将建立国家支持的“应用数学中心”时,不禁感慨:“广东要珍惜和有效利用这些极为有利的条件,加大发展力度,这对现代和数字产业创新、经济和服务发展将起到不可估量的作用。”

在过去的一年里,曾庆存不止一次回到广东。2019年9月,他组织广东近百名专家和职能部门负责人,就大湾区、南海综合地理环境和发展安全监测预报进行研讨。中山大学党委书记陈春声教授、校长罗俊院士出席会议。

在曾庆存看来,这不仅是乡愁,更是国家的需要。粤港澳大湾区将成为世界主要的金融、工商业、科技研发和交通中心之一,与之相连的海域是我国最重要的海上通道和海上丝绸之路,也是海洋、大气等地理环境变化迅速、灾害频发的地区。

因此,准确监测湾区和南海的海陆变化空天尤为重要。曾庆存调研推介的项目,是针对大气、海洋、空和生态环境安全与服务的需求,保障南海和大湾区安全运行,预防和处置突发性灾害和灾害,科学护航大湾区发展。

“最初的心没有变,血依然存在。”老科学家愿意改变主意,仍然有新鲜的探索、创造力和实践。

他对学习依然保持着童心未泯的好奇心,对家乡的“风暴”依然抱着童心未泯的乡愁,抱着“与天地共推社会前行”的志向,以“献青山绿水不开花”的精神,努力为国家和人民做出新的贡献。