▲曾庆存（右）与同学在苏联留学。
1960年的一个冬夜莫斯科下着鹅毛大雪计算机发热的电子管烘得整个机房热乎乎凌晨一点曾庆存采用其首创的半隐式差分法原理仅用一个小时就在计算机上获得了世界上第一张以原始方程做真实预报的天气图当年，半隐式差分法原理成为苏联科学院重大成就之一该方法立刻被用作每天的数值天气预报试报一年的准确率超过60%符合天气预报实际业务要求1962年，莫斯科世界气象中心开始用该方法向全球发报数值天气预报这就是世界采用斜压原始方程做天气预报业务的开端
▲曾庆存介绍半隐式差分法原理。
1961年，曾庆存从苏联学成归国当时我国高速计算机资源缺乏无法用斜压原始方程做短期数值天气预报为了更好地开展短期数值天气预报曾庆存决心转入更深入、更抽象的基础研究在那段艰苦又充实的日子里曾庆存与合作者实现了一个又一个“首次提出”：创立了数值天气预报与地球流体力学的数学物理系统理论和计算方法研制了数值天气和气候预测模式建立了大气遥感系统理论发展了定量信息提取方法1979年，曾庆存撰写的《数值天气预报的数学物理基础》出版开创了大气和地球流体力学的数学物理系统理论在全球学界引发广泛关注国际数学家联盟原主席Lions大力推介该成果此后应用数学界形成了研究大气和地球流体力学问题的数学分支如今已是中国科学院院士的王会军对气候变化、古气候数值模拟很感兴趣大气所研究员胡非则更关注大气和地球流体边界层中国科学院院士戴永久主要负责陆面过程模式的研发国家卫星气象中心首席科学家李俊主要研究气象卫星和相关的大气红外遥感他们都是曾庆存的学生研究方向各有不同后来都成长为我国气象研究的骨干大气所气象科学研究的布局逐渐成型曾庆存带领他们进行跨季度气候预测研究设计出大气环流模式、大洋环流模式他们独创的动力框架跻身国际先进行列该模式从1990年开始连续5年用于季度和跨季度气候预测都取得了成功并在1994年建立世界第一个实际应用的短期气候预测系统
▲曾庆存手书的治学心得。
后来曾庆存萌生了建立我国自己的地球系统模式的念头当时国际上已存在大体成型的气候变化研究模式有的还开放共享源代码有人认为可以直接使用现成的开源系统但曾庆存力排众议，坚决表示中国必须有自己的地球系统模式“我们自己有模式、有计算数据就有气候谈判的底气！”2003年大气所正式提出研制“地球系统模式”2007年获中国科学院立项支持其后又获国家的大力支持并命名为中国科学院地球系统模式历经14年攻关2021年，“寰”诞生了它是我国首个研制成功的地球系统数值模拟大科学装置能通过计算模拟真实地球的风云变幻并规划人类的一些建设方案在“寰”中输入某一时刻的观测数据就能通过大规模数值计算推演地球不同圈层的变化就好像给地球做可视化CT一样“寰”可以帮助科研人员更好读懂地球更精准、全面认识地球变化研究全球变化的机制和机理预知地球的未来
▲地球模拟实验室展厅。本文均为大气所供图
除了为实现“双碳”目标提供科学支撑“寰”还将被广泛应用于防灾减灾、环境治理、可持续发展等重大科学问题曾庆存说相信未来中国的气象科学和地球系统科学事业的前途一定光明！来源：中国科学报责任编辑：宋同舟
