許健民風云之眼洞察氣象萬千

2025年6月19日，世界氣象組織（WMO）執行理事會宣布，將第70屆國際氣象組織（IMO）獎授予中國工程院院士、國家衛星氣象中心原主任許健民。IMO獎是全球氣象領域的最高榮譽獎項，享有“氣象諾貝爾獎”之稱。該獎項每年頒發一次，用于獎勵全球在氣象、水文和地球物理科學領域作出過杰出貢獻的人士。

許健民院士是我國風云氣象衛星事業的主要奠基人之一，也是我國首位在氣象衛星領域獲此榮譽的科學家。許院士領導并制定了我國氣象衛星事業發展藍圖，帶領團隊突破了一批氣象衛星關鍵技術，推動風云氣象衛星創造顯著應用效益，引導風云氣象衛星服務全球。作為《知識就是力量》雜志編委會副主任，許院士對科普事業同樣傾注了深厚情感。

講述云圖中的天氣

1969年1月29日，周恩來總理高瞻遠矚地提出“要搞我們自己的氣象衛星”。1971年國家衛星氣象中心成立，由此開啟了中國風云氣象衛星攻堅克難、自主創新的50多年發展歷程。

許院士從中央氣象臺資深預報員崗位調任國家衛星氣象中心后，一方面，領導工程隊伍與航天部門緊鑼密鼓地開展衛星研制；另一方面，指導應用隊伍開展衛星數據處理和應用研究，將看到的云圖“翻譯”成天氣系統的位置、影響和發展趨勢。

“翻譯”功力要靠日積月累的研究、實踐與經驗積累，才能在看到一幅云圖或者連續幾小時的云圖動畫時，立即說出我國及周邊各個區域的天氣。

一條條云帶，一簇簇云團，都是許院士的“心頭愛”。云圖中咕嘟咕嘟冒泡的地方有很多，為弄明白哪些地區在下雨，許院士堅持幾十年將飛機航拍云圖和衛星云圖進行對比分析，以三維方式觀察云，理解云如何“思考”，懂得云的“自大”和“成長的煩惱”。

許院士非常愿意與同事分享看到的這些云圖和天氣故事。在討論中，許院士常常眼睛在看、手在畫，討論后便會產生出許多幅既抽象又寫實的科學藝術畫作。

剖析云圖中的原理

衛星云圖中呈現出來的形態，代表了大氣中的熱力條件和動力發展過程。對流云是衛星云圖中要特別關注的一類，它們具有突發、時間短、造成的天氣劇烈等特點。許院士提倡用對流-輻射平衡理論理解和解釋對流云的外觀表現，這一理論能解釋對流云為什么長到那么高、長得那么快。

水汽的旅行

海洋蒸發而成的水汽攜帶著潛熱，受大氣環流驅動游走在地球各處，在適宜位置成云致雨，最后回歸海洋。在旅行中，相變過程使大氣中的熱量在不同地點重新分配，通過被輻射、云和水汽相變共同驅動的垂直環流，對流層大氣被加熱。

上下翻滾的力量

與此同時，上升的云團驅動了一個垂直環流圈。為了維持質量平衡，在未受擾動的晴空大氣中，存在著普遍但相對緩慢的下沉運動，這樣的下沉運動既保持了質量平衡，又通過壓縮增溫，抵消了對流層里長波輻射的冷卻效應，間接將對流層大氣加熱。通過這樣的機制，太陽照射在地面上多余的熱量，被散布到對流層大氣中的各個地方。

因此，“局地強對流”是必然存在的，其可將地面盈余的熱量送入對流層內部，從而維持地氣系統的能量平衡。這就是Riehl和Malkus在1958年提出的對流-輻射平衡理論。

利用對流-輻射平衡理論觀察對流云的外觀，其關鍵在于云體的垂直方向上是否有充分的水汽，即濕潤還是干燥。干燥的環境中，云心被掏空，云在垂直方向上呈現啞鈴狀；濕潤的環境中，云在垂直方向上呈現高聳的柱狀，這樣的對流云更易發展成劇烈的對流天氣。

精美云圖的背后

氣象衛星云圖不僅蘊含著云和天氣的故事，在晴朗無云之處，還能呈現河流山川的輪廓，甚至能捕捉到火情等自然災害的蹤跡。

云圖中所表達的衛星觀測信號如何與云和地物的位置吻合，如何準確分辨云和地物的溫度，還涉及精確的定位定標工作。許院士帶領團隊攻關了多項衛星關鍵技術，其中就包括在世界上率先解決了風云靜止氣象衛星抖動問題，以及為云的高度準確標定后用云的運動速度來測風，建立了“云導風”等。

為了把這些云圖分析中的方法和經驗固化下來，許院士指導衛星中心的團隊編寫和翻譯了一系列的教材和圖書，這些都成為一代代衛星氣象人職業生涯的枕邊書，讓先進經驗薪火相傳。

已經81歲的許健民院士用細微的點滴工作，在風云氣象衛星事業中前行，他的忠誠與熱愛數十年絲毫未減。

（責任編輯 / 王佳璇 美術編輯 / 周游）