曾慶存：一切為了祖國的氣象事業

全景科學家

中國科協創新戰略研究院

溫室栽培二十年，雄心初立志驅前；男兒若個真英俊，攀上珠峰踏北邊。

——曾慶存

我國氣象事業，經曆了從無到有、從弱到強的過程。

回顧上世紀，天氣預報很大程度上依賴於預報員的經驗和主觀判斷，由於缺少精確計算，預報員心裏也沒把握。如今，天氣預報已從經驗時代邁進了數值預報時代，准確率和時效性有了質的提高。我國24小時晴雨預報准確率已達87%，暴雨預警准確率提高到88%，強對流預警提前量達38分鐘，全球中期數值預報延長到5天可用，公眾氣象服務滿意度逐年上升。

在推動數值天氣預報進步方面，曾慶存功不可沒。他是國際數值天氣預報奠基人之一，他為中國現代大氣科學和氣象事業的兩大領域——數值天氣預報和氣象衛星遙感作出了開創性貢獻。在2020年1月10日召開的國家科學技術獎勵大會上，曾慶存獲得2019年度國家最高科學技術獎。

曾慶存院士在國家科學技術獎勵大會

攀上珠峰踏北邊

1935年5月，曾慶存出生在廣東陽江一個貧困農民家庭，積貧積弱的年代，肚子都填不飽。用他的話說，自己的幼年生活就是：“小時候家貧如洗，拍壁無塵。”

雖然家境貧寒，曾慶存的父親對子女的教育卻格外重視。在他的記憶中，父母每日都早出晚歸地去田間耕作，年幼的他就以旁聽生的身份跟著哥哥一起去學堂聽課。

1952年，曾慶存以優異的成績順利考入北京大學物理系，當時的他對物理學有著濃厚的興趣。但是在那時，新中國剛成立不久，迫切需要發展氣象事業，培養我國自己的氣象學科人才。因此，北京大學物理系准備安排一部分學生去學習氣象專業，其中就包括曾慶存。

盡管這不是自己最初的興趣，但是因為國家的需要，曾慶存還是毅然改學氣象專業，從此開啟了他的氣象科研人生。

畢業前，曾慶存到中央氣象台實習。他發現，由於缺少精確計算，氣象員們往往只能通過圖表做出定性分析，憑經驗做天氣預報，對得出的結論心中並不堅定。

曾慶存便暗下決心，要研究客觀定量的數值天氣預報，提高天氣預報的准確性，增加人們應對自然災害的能力。

1957年，從北京大學畢業的曾慶存被選派赴蘇聯留學，他的導師基別爾為他選擇了“應用斜壓大氣動力學原始方程組做數值天氣預報”的論文題目。這是一個世界難題，因為大氣運動非線性強、具有多尺度特征，且需要計算的物理變量和自由度巨大，包括溫度、氣壓、濕度、風速等。在當時計算條件下，想追上天氣變化的速度將其計算出來，實現真正的“預報”，幾無可能。

曾慶存反複試驗，幾經失敗，終於從分析大氣運動規律的本質入手，摸索出了用不同的計算方法分別計算不同過程的辦法，即“半隱式差分法”。經檢驗，預報准確度大於60%，可實際使用。這是世界上首個用原始方程直接進行實際天氣預報的方法，沿用至今。

“在總結導師以前工作的基礎上，我冥思苦想了3年時間，終於把原始方程組解出來了。”在曾慶存看來，科學大道是不平坦的，只有勇敢堅毅，才能攀上頂峰。

1961年，曾慶存得出研究成果後，迫不及待回到祖國。他寫了一首詩以自勵：溫室栽培二十年，雄心初立志驅前；男兒若個真英俊，攀上珠峰踏北邊。

“國家需要我回去搞建設”

“當時就一個念頭，回國！國家需要我回去搞建設，我就馬上回去。”踏上國土的那一刻，26歲的曾慶存便下定決心，要踏上氣象科學領域最高峰。

回國之後，曾慶存立即進入了中國科學院地球物理研究所氣象研究室工作。由於當時沒有電子計算機，無法開展尖端數值天氣預報的研究工作，曾慶存就帶領團隊集中精力研究大氣和地球流體力學以及數值天氣預報中的基礎理論問題，並在數值天氣預報與地球流體力學的數學物理系統理論研究中取得了重要成果。

當時條件差，曾慶存住在只有幾平米的房子裏。盡管物資匱乏、生活清貧，他卻絲毫沒有減少科學報國的熱情。作為訪問學者出訪美國、日本時，他盡量節省開支，把所餘的近6000美元交還給國家。　　

1970年，曾慶存又一次服從國家需要，被緊急抽調參加氣象衛星工程，這一完全陌生的研究領域。同時參與該項目的研究員董超華依稀記得，那時美國和蘇聯已經有了氣象衛星，我國也要研制，但大家對該領域完全陌生。曾慶存不畏艱難承擔起頂層設計工作，帶領他們白手起家。

在那段時間裏，曾慶存克服重重困難，遇見不懂的問題就從頭開始自學，終於解決了衛星大氣紅外遙感的基礎理論問題。

“國家需要我做什麼，我就做什麼。不懂就從基本理論一點一滴啃起，我搞懂了，再來教其他人。”繁重的工作讓曾慶存積勞成疾，他仍然堅持完成了一部30萬字的著述《大氣紅外遙測原理》。這是國際上第一本系統講述衛星大氣紅外遙感定量理論的專著，其中提出的“最佳信息層”和反演方法，在我國氣象衛星的規劃和研制方面起到了重要作用。

此後，曾慶存回歸到數值天氣預報研究領域。1979年，他出版了專著《數值天氣預報的數學物理基礎》（第一卷），這部長達80萬字的專著將數學、力學和氣象學有機結合起來，貢獻了世界首創的數值天氣預報理論研究成果，得到國際同行贊譽。

曾慶存還將數值天氣預報延伸至氣候變化模擬和預測，采用自研的氣候系統模式在世界上率先作出跨季度氣候的動力學預測。

2016年，曾慶存獲得世界氣象組織最高獎——國際氣象組織獎，“獲獎不僅代表國際氣象界對我個人的認可，更彰顯了我國氣象事業的發展水平”。

胸懷大局，甘為科學發展“折腰”

曾慶存不僅是一位優秀的科學家，還是一位傑出的科研工作領導者。1984年，49歲的曾慶存挑起了中科院大氣物理研究所所長的大梁。那時正是大氣所最艱難的一段時光。

中科院党組原副書記郭傳傑還清楚地記得30多年前的一幕。當時，他來到中科院大氣所調研，聽取科研人員的意見。大家在一間會議室裏輪流發言，輪到曾慶存時，他說了這樣一段話：

古人陶淵明，不為五鬥米折腰。如果為自己，我也不會為幾鬥米去折這不高貴的腰。但現在我已經折得腰肌勞損了，而且還得折下去。因為我在主持大氣所的工作，不能讓先輩創立的這麼優秀的研究所在我手上敗下去。大氣研究對國計民生非常重要，我們研究所雖然規模不大，但有一群愛研究的科學家。我們希望國家重視基礎研究，讓大家有一個可以安心做基礎研究的環境。

為“五鬥米”而折腰，曾慶存確實是這麼做的。大氣所當時還沒有大型計算機。曾慶存認為，要讓大氣研究走得更快，必須購置大型計算機。當時別人對此不理解，曾慶存就不斷地往相關部門跑，不停地解釋，終於獲得了經費。

在擔任所長的9年間，曾慶存在頭批建設的國家重點實驗室中爭取到兩個大氣科學方面的名額，建成“大氣科學和地球流體力學數值模擬國家重點實驗室”和“大氣邊界層物理和大氣化學國家重點實驗室”；而後他又抓住契機，向發展中國家科學院成功申辦了“國際氣候與環境科學中心”。短短幾年內，他所開創和領導的這幾個機構便在國際上聲名遠揚，更成為我國大氣科學基礎研究的中堅力量。

“中國要成為世界科技強國，必須有原創性成果，必須有更多能耐得住寂寞的青年人投身科研事業。而我，一個氣象科研領域的老戰士，願意為真理、為人民、為國家、為党奉獻一切。”曾慶存說。

大氣科學是交叉學科，曾慶存重視廣羅各專業人才，為多學科交叉融合創造條件。他的學生中，除大氣科學專業外，也來自物理學、力學、控制論和環境科學等領域。“不管是什麼方向的學生，招進來後，曾老師總能根據他們的特長因材施教。”他的學生戴永久院士說。

曾慶存的治學態度十分嚴謹，一直告誡學生要甘坐冷板凳，有“十年磨一劍”的精神。他向來反對淺嘗輒止的作風，要求學生把學問做深做透。

為建設一支國家氣象人才隊伍，曾慶存苦口婆心地勸說出國研究人員回國效力，中國氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所科學主任張邦林就是被他拉回來的。“上世紀90年代，很多研究人員都出國了，我當時出去後曾老師很生氣，後來他經常給我寫信，讓我回國為祖國的氣象事業服務。”張邦林說，像他一樣被曾老師拉回國的學生非常多。

眼下，曾慶存最關心的是自主地球系統模式的研制和國家重大科技基礎設施——地球系統數值模擬裝置的落地建設。位於北京懷柔科學城的這座大科學裝置計劃於2022年完成，“等建成了，我一定要去現場看一看”。

大科學家小故事

“黃牛風格，賽馬精神”

初識曾慶存的人，可能覺得他不苟言笑，深入了解了，就發現他才情橫溢、總能冒出些“金句”。

他做學問，也寫詩。“不追求華麗，平淡有意境。”有人評價，人如其詩。

他時常用一句話勉勵和要求自己：為人民服務，為真理獻身，憑黃牛風格，具賽馬精神。“平常像老黃牛一樣踏實科研、好好積累，當國家和人民用你的時候，就像賽馬一樣向前沖”。

曾慶存把自己當成一塊磚，國家哪裏有需要，他就去哪裏，研究就做到哪裏。1979年，他不顧身體傷病，躬在僅有幾平方米、擺上兩張床就站不下兩個人的蝸居裏，不分晝夜寫作，完成了《數值天氣預報的數學物理基礎》第一卷。

這部長達80萬字的大氣動力學和數值天氣預報理論專著，將數學、力學和氣象學有機地結合起來，國際同行評價是“氣象學理論化極重要的篇章”和“構築氣象力學必不可少的學術基礎”。

一簞食，一瓢飲，居陋巷。多年前，曾慶存就有一句“名言”：餓著肚子推公式，越推越新鮮。同事評價他，腦袋是尖的，屁股是方的。專心研究時餓著肚子都不怕，任誰也干擾不了他。

學術認真、工作拼命，是學生們對他的一致印象。論文經過曾慶存的手，總會密密麻麻布滿他親筆修改的意見，甚至還有加頁；出差時，一回酒店，曾慶存就躲進房間寫稿子，同行的學生等他吃飯，餓到了晚上九十點。

2017年春節，別人歡度假期，年過八旬的曾慶存窩在家裏埋頭推導大氣汙染優化控制理論。從大年初一到初七，撰寫了數十頁手稿，為中央要求環保執法禁止“一刀切”提供了理論基礎。

做學問勇登高峰，生活上卻滿不在乎。同事趙思雄笑稱曾慶存總是“鞋兒破，帽兒破”，“夏天在中關村，如果見到一個戴破草帽的老頭，十有八九就是他”。

文：采集工程項目辦公室/中國科協創新戰略研究院

參考資料：

<1>扈永順. 曾慶存: 一切為了祖國氣象事業, 瞭望, 2020.1.16.

<2>陳海波. “氣象科學老戰士”曾慶存: 不求聞達亦斯文，光明日報, 2020.1.1

<3>操秀英. 曾慶存: 氣象萬千映丹心, 科技日報, 2020.1.13.