攀登者曾慶存

曾慶存為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做出了開創性和基礎性的貢獻，為國際上推進大氣科學和地球流體力學發展成為現代先進學科做出了杰出貢獻，并密切結合國家需要，為解決我國相關氣象業務的關鍵問題做出了卓著功績。

“今天，南方的降水有所縮減，但范圍依然不小，尤其是在廣東的西部會出現中到大雨，局地有暴雨，并且伴隨強對流天氣的發生……”

熟悉的背景音樂、熟悉的畫面、熟悉的主持人，曾經伴隨著一代人的成長。過去很長一段時間，新聞聯播之后的天氣預報是家家戶戶非常關注的節目，春耕秋收，出門遠行，都會先留意天氣情況。

隨著科技的發展，人們查閱天氣預報的途徑雖然在不斷發生著變化，但精準而又便捷的天氣預報已成為人們日常生活不可或缺的一部分。

不過，很多人可能并不知道，天氣預報其實是用方程式計算出來的。而中國氣象計算方程式的首創者則是國家最高科學技術獎獲得者曾慶存。

2020年1月10日，時年85歲高齡的中國科學院院士、中國科學院大氣物理研究所研究員曾慶存緩步走上人民大會堂主席臺，從國家主席習近平手中接過2019年度國家最高科學技術獎證書，進入我國科技領域終身榮譽行列。

此刻，很多人才第一次知道這個名字。

然而，正是這樣一個并不被大眾所熟知的名字，為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做出了開創性和基礎性的貢獻，為國際上推進大氣科學和地球流體力學發展成為現代先進學科做出了杰出貢獻，并密切結合國家需要，為解決我國相關氣象業務的關鍵問題做出了卓著功績。

他，是一名科學的攀登者。

少年學子的鴻鵠之志

1935年5月4日，曾慶存出生在廣東省陽江市一個貧困的農民家庭。他曾在《和淚而書的敬懷篇》中提到自己的幼時生活：“小時候家貧如洗，拍壁無塵。雙親率領他們的孩子們力耕垅畝，只能過著朝望晚米的生活。深夜勞動歸來，皓月當空，在門前擺開小桌，一家人喝著月照有影的稀粥——這就是美好的晚餐了?！?/p>

雖然家境貧寒，但曾慶存的父親曾明耀卻對子女的教育格外重視。曾明耀幼年曾讀過3年私塾，后因家境所迫中斷了學業，對此深感遺憾。因此，在有機會可以送孩子去讀書時，曾明耀毫不遲疑地將哥哥曾慶豐送入新式學堂。由于父母每天都要在田間勞作，曾慶存無人照顧，哥哥曾慶豐便帶著年幼的曾慶存一起去學校。就這樣，年僅6歲的曾慶存就以“旁聽”的身份開始了學生時代，日日往返于田野學堂。

兄弟倆每天上著內容相同的課程，也悄悄創造著同樣輝煌的人生：長大以后，哥哥曾慶豐成為了地質學家，弟弟曾慶存成為了氣象學和地球流體力學家。

也許是幼年時期經歷過農耕生活的不易，使得兄弟倆都在自然學科扎下了根。曾慶存曾很多次提到小時候，附近村民因為沒有準確的氣候預測和土質了解，經常造成眼看就要豐收的糧食打了水漂。

正因為生活的艱辛，兄弟倆非常珍惜來之不易的讀書機會，一邊勞動、一邊讀書，生活清貧成績卻名列前茅?！澳菚r候勞動要到晚上9點才回來，回來就喝些粥，作業還沒做，我父親拿了個火把，照著我們做作業，做完作業要是還有時間我們還沒有太困，他就拿著柴枝在地上寫字，告訴你怎么寫。當然他的字不是很精的，但對我們是有好處的。你可以想象當時是這么個情況，小學老師每年都會寫個評語給學生。給我哥哥怎么評，老成練達，刻苦耐勞。小學三年級的學生，就有這么種感覺，老師很驚訝。對我怎么說，天資聰穎，少年老成。”很多年后，曾慶存如是回憶這段雖然艱辛卻充滿希望與溫情的歲月。

小學沒畢業，曾慶存兄弟倆便參加了百里挑一的“跳考”，直接進入初中讀書。上了中學后，兄弟倆又因成績優異先后獲得了學校16個公費讀書名額中的2個。

1952年，曾慶存以優異的成績考入北京大學物理系。當時正值新中國成立之初，國家急需氣象科學人才。曾慶存入學后不久，北大物理系安排一部分學生改學氣象學專業，他毫不猶豫地報了名?！拔襾碜赞r村，知道天氣對農業的重要性?！?/p>

“有一件事我印象很深。1954年的一場晚霜把河南40%的小麥凍死了，嚴重影響了當地的糧食產量。如果能提前預判天氣，做好防范，肯定能減不少損失。我從小在田里長大，挨過餓，深有體會?！庇谑?，深諳農村生活的少年立下了鴻鵠之志，從此走上了大氣科學的研究之路。

但從陽江到北京，從南方到北方，少年曾慶存遇到了很多困難，來自語言的、來自學科的?！拔覀兊奖本┐髮W念書很不容易，也不懂。光著腳板上北京，全憑國家的幫助，給我們做衣服，有雙鞋給我。就這樣到北京大學了，到了大學我連廣州話都不會講，更不要說普通話了。怎么辦，只能硬著頭皮，我跟上海人比、跟廣州人比，各方面（都）比，英語也好、專業也好（我和他們）都差一大截。那就憑自己的努力吧，就讀吧，過了一年我就是班上最好的了。全校評三好學生，物理系就有一個，就是我?！?/p>

20世紀50年代的氣象科學還處于描述性和半理論半經驗階段，國際上的天氣預報剛從經驗性向客觀定量化起步。即將畢業的時候，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。但由于缺少精確計算，做天氣預報往往只能定性分析判斷，憑經驗做預報，心里沒把握?！澳菚r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?！?/p>

科學家的矢志不渝

20世紀，與古時候看云識天氣不同，科學家發明和應用了氣象儀器來測量大氣狀態，繪成“天氣圖”，但還是要依賴預報員的經驗，誤差較大。于是，科學家想辦法把千變萬化的天氣變成一組方程式，輸進數據，計算機就能得出結果——現在通行的“數值天氣預報”由此而來。

這組方程式被稱為“原始方程”，它囊括了太多的變量，極其復雜，對計算能力要求很高。計算速度如何“追上”天氣變化速度？難題一時困住了世界氣象學界。曾慶存的導師——國際著名氣象學家、蘇聯科學院通訊院士基別爾也是正在攻克這個難題的科學家之一。

1956年，曾慶存本科畢業，因品學兼優被選派前往蘇聯科學院應用地球物理研究所學習，師從基別爾。

求學之路伊始，曾慶存就發現了一個嚴峻的現實問題：自己在國內學習的氣象學知識存在許多不足之處。氣象學科的理論研究學習需要有深厚的數學、力學和物理學基礎，而他在國內學習到的知識遠遠不夠。于是在求學期間，曾慶存開始不斷提高自己的學術基礎，經過一年半的刻苦學習，他在數學、氣象動力學和大氣物理等方面均取得了優異的成績。

正是看到了曾慶存扎實的數學物理功底，基別爾將這個困擾了全世界科學家半個世紀的著名難題作為論文題目拋給了曾慶存，即應用斜壓大氣動力學原始方程組做數值天氣預報的研究。“他把這個題目給我時，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。導師信任我，還是讓我選擇了這個題目。”曾慶存說。

曾慶存苦讀冥思，反復試驗，幾經失敗，終于從分析大氣運動規律的本質入手，想出了用不同的計算方法分別計算不同過程的方法，一試成功，最后只用了很少的計算機機時，就把論文做完了。

此時的曾慶存只有25歲，他提出的正是著名的“半隱式差分法”。此時，這個年輕人并沒有想到，他的這個成果，后來會成為一個劃時代的產物——世界上首個用原始方程直接進行實際天氣預報的方法，隨即用于天氣預報，至今仍在沿用，大幅提升了氣象預報的準確率。

1961年3月，獲得了蘇聯科學院副博士學位后，曾慶存決定立即回國。踏上祖國大地的那一刻，他覺得無比踏實，寫下一首《自勵》詩：“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?！?/p>

這個青年科學家以此向朝思暮念的祖國表明心跡，絕不辜負國家的培養，一定要在氣象科學領域踏上世界最高峰。

從此，矢志不渝。

回國之后，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。由于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，并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。

1970年，國家決定開始研制自己的氣象衛星。為了順應國家的需要，曾慶存轉而作為科學指導被緊急調派到我國氣象衛星工程中，進入到自己完全陌生的研究領域，開始從事大氣遙感的研究工作。在那段時間里，曾慶存克服重重困難，遇見不懂的問題就從頭開始自學，終于解決了衛星大氣紅外遙感的基礎理論問題。

1974年，曾慶存出版了《大氣紅外遙測原理》一書，這是當時世界上第一本系統講述衛星大氣紅外遙感定量理論的專著，澄清了國際上一些模糊和錯誤觀念，也為中國和世界氣象衛星遙感和資料應用提供了理論依據。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。

此后，曾慶存又重新回歸到自己所熟悉的數值天氣預報研究領域，并于1979年出版了長達80萬字的大氣動力學和數值天氣預報理論專著《數值天氣預報的數學物理基礎》第一卷。這部專著將數學、力學和氣象學有機地結合起來，貢獻了世界首創的數值天氣預報理論研究成果，被中國科學院列為重大研究成果，同時也得到了國際同行的高度贊譽。

1984年，49歲的他挑起了中國科學院大氣物理研究所所長的大梁。當時，我國基礎研究經費短缺，雖然大氣科學在理論上不比國外差，但中國科學家缺少一個重要工具：高速計算機。“我們的計算機每秒百萬次，人家是億次，要追趕他們就好比毛驢追汽車。”曾慶存在大氣所的老同事回憶。

曾慶存就是要追！一時沒有“汽車”，那就先換“自行車”，總得咬著牙自己往前趕。“哪怕當掉褲子也要買計算機！”曾慶存撂下話。擔任所長的9年間，在曾慶存的帶領下，大氣所建設了2個國家重點實驗室，成為國際知名的大氣科學研究中心。

1988年，我國第一顆氣象衛星風云1號成功發射。經過多年努力，曾慶存所在團隊的努力終于換來了可喜可賀的成果。風云1號傳來了更多清晰的遙感監測影像，從此我國有了自己的氣象衛星。在慶功會上，53歲的曾慶存興奮地賦詩一首：“東西南北觀微細，晴雨風云在目前。寄語中華好兒女，要攻科技更精尖！”

氣象學家林良勛表示：“現在全世界數字預報模式的求解的技術方法，還是沿用了曾院士的成果。另外一個方面，他很好地解決了氣象衛星，探測大氣技術中的一個非常難的難點，就是如何用紅外技術來探測大氣，解決定量觀測這個學術的難點。所以我們中國的氣象衛星走在世界比較前的位置，與曾先生的貢獻密不可分。”

曾慶存在“攀上珠峰踏北邊”的路上不斷前行，開創了跨季度氣候動力學預測研究和氣象災害監測預報與防災調度方法研究，提出了人工調控自然環境的理論方法、氣象災害的監測、預測和防控調度實用研究……

科研路上，汗水與淚水相伴，但曾慶存矢志不渝，從不言棄。他常說：“人生在世，就得與天地共同奮斗，推動社會向前進?！彼芮宄?，科學的攀登，并非一朝一夕，也非一人努力就能完成，而需要幾代科技工作者接力完成，“功勞不只是我一個人的”。曾經教過曾慶存的老師將科學的接力棒交到他的手中，而他也希望將接力棒更好地傳下去。

永無止境的攀登者

1980年，45歲的曾慶存當選中國科學院院士，1994年當選俄羅斯科學院外籍院士，1995年當選第三世界科學院院士。2017年，憑借在科學領域做出的突出貢獻，他獲得世界氣象界的最高榮譽獎項國際氣象組織獎。在2020年1月10日召開的國家科學技術獎勵大會上，他成為國家最高科學技術獎獲得者。

如今，曾慶存已桃李滿天下。他言傳身教、誨人不倦，為我國氣象事業培養了一批又一批優秀研究生和青年學者。這些人中的大部分已經成為國家大氣科學研究和業務領域的骨干和頂尖人才，其中包括3位中國科學院院士、2位中國人民解放軍少將、1位中國氣象局副局長和不少的學科帶頭人。曾慶存還為發展中國家培養了多位留學生，其中古拉姆拉索爾為中國科學院培養的首位外籍博士，回國后任巴基斯坦國家氣象局局長。

“長江后浪推前浪，一代一代往前走，科學哪有到頂的時候呢？”回顧自己的科研成績，曾慶存一如既往地謙遜：“我曾立志攀登科學的‘珠峰’，但我并沒有到山頂，大概在海拔8600米的地方建了個營地，供后來者繼續攀登?！?/p>

2009年，已74歲的曾慶存與其他科學家萌生了建立“地球模擬器”的想法，用以預測未來一年甚至幾十年的氣候，事關夏季洪澇、冬季霧霾、農業規劃、能源布局等，涉及國計民生的方方面面。在數百位科學家的共同努力下，國家重大科技基礎設施“地球系統數值模擬裝置”——“寰”于2018年在北京市懷柔科學城破土動工，預計2022年完工。

該裝置被形象地稱為“可以為地球做CT”，將為國家防災減災、應對氣候變化、生態環境治理、可持續發展等重大問題提供科學支撐。

眼下，已86歲高齡的曾慶存，最關心的就是“寰”的落地建設?！暗冉ǔ闪?，我一定要去現場看一看?！?/p>

曾慶存，仍在攀登！