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曾庆存院士获第61届国际气象组织(IMO)奖

2016年06月23日 16:37   来源:中国经济网   佘惠敏

  中国经济网北京6月23日讯(记者佘惠敏)瑞士日内瓦当地时间6月22日下午,世界气象组织执行理事会第68次届会决定授予中国科学院资深院士、中国科学院大气物理研究所曾庆存先生第61届国际气象组织(IMO)奖。

  曾庆存院士是世界上享有极高知名度的科学家,在大气科学领域取得了一系列令人瞩目的成就。他在卫星气象遥感理论、数值天气气候预测理论、气象灾害预测和防控调度问题以及地球系统模式方面做出了杰出贡献,同时也为国际学术交流的繁荣作出了重要贡献。

  国际气象组织奖是全球气象界的最高荣誉奖项,享有“气象诺贝尔奖”之称。该奖每年颁发一次,用于奖励全球在气象、水文和地球物理科学领域做出过杰出贡献的人士。

  附:

  曾庆存简历

  曾庆存,著名大气科学家和地球流体力学家。中国科学院院士、俄罗斯科学院外籍院士、TWAS(现称世界科学院)院士。历任中国科学院大气物理研究所所长、大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室主任、国际气候与环境科学中心主任;中国工业与应用数学学会理事长、中国海洋学会副理事长、中国气象学会理事长、中国气候研究委员会主任、国际WCRP-JSC委员、CAS-TWAS-WMO气候问题论坛执行主任、中国科学技术协会副主席等职。现担任中国科学院大气物理研究所学术委员会主任、中国工业与应用数学学会顾问、中国海洋学会名誉理事长、中国气象学会名誉理事长等职。全国劳动模范,美国气象学会荣誉会员(最高奖)等。

  主要学术研究等工作及贡献

  主要从事气象学、大气科学、地球流体力学和全球变化的研究,有突出成就和贡献,尤其在以下七个方面:(1)数值天气预告理论、气候系统模式和地球系统模式,(2)大气动力学和地球流体力学,(3)大气环流、季风系统及其动力学,(4)短期气候预测理论方法和全球气候变化研究,(5)灾害性天气研究,尤其是东亚沙尘暴监测、预测、预警和灾害评估以及土壤风蚀和阵风扬尘机理,(6)大气遥感理论和卫星气象学,以及(7)人工影响天气研究和自然控制论。发表专著(包括合作)七部,论文百篇以上。

  同时在大学和研究生教育方面有卓越的贡献,在指导中国气象事业业务方面很有成绩,如在数值天气预告、气候系统模式和跨季度预测气候距平(尤其是降雨距平)系统的建立和运行,中国卫星气象中心的建立和业务,沙尘天气的监测和预报,以及人工影响天气作业的科学化等方面,以及领导中国气象学会和中国气候研究委员会、中国气象学史研究等,都很有成绩。他也是中国参加WCRP和IPCC活动的主要专家,CAS-TWAS-WMO Climate Forum执行主任,并为培养发展中国家青年气象学者和全球变化学者作了很大贡献。

  他在国内外都得到了同行的尊敬。他的研究工作曾获得中国国家自然科学奖五项(大会奖二项,二等奖二项,三等奖一项),中国科学院科学奖七项(一等奖六项,杰出贡献奖一项)。

  科学成就

  (1)数值天气预告理论、气候系统模式和地球系统模式

  1961年提出半隐式差分法[1],有效控制快波计算误差的增长,第一次成功地用原始方程及实测的气象场作短期天气形势预报,该方法及方案1963年起在莫斯科世界气象中心用来作24小时数值天气预报业务。此外,1965年又提出平方守恒差分格式(1985年后系统发表)等,他和他的集体设计了中国气候系统模式(IAP-AGCM,IAP-OGCM,IAP-94[LSM]及其耦合)[2-9],2007年起又研制地球系统模式(ESM),有许多独创特色[10,11]。其中一些核心技术是平方守恒差分格式,标准层结扣除和全局自洽性设计。气候系统模式大量应用于中国气候模拟和短期气候预测业务之中。半隐式差分法和平方守恒格式等广泛应用于大气科学、地球科学和计算流体力学领域。

  (2)大气动力学和地球流体力学

  继Rossby和叶笃正之后,建立了严谨系统的地球流体运动地转适应过程理论[12,13],从局地到行星尺度,并应用到天气分析和数值天气预报中。他在1979年出版的“数值天气预报的数学物理基础,第一卷”[14],以及后来进一步的工作[15],系统研究了大气动力学的基础性问题,尤其是方程组和边界条件的适定性、广义解的存在性、唯一性等问题。这本书很快有日文、英文和俄文的简介和评论,“是气象学理论化的代表作”,并吸引了著名的数学家的注意(Lions et al.,1992,Nonlinerity,Vol.5,237-288)。其后又深入研究了大气运动的波包和连续谱,从理论上阐明长波的发展与衰减、演变特性和波流相互作用,阐明连续谱扰动在维持带状环流的重大作用[16-20]。这些理论结果既深刻,又形象鲜明,便于预报业务工作者应用。

  (3)大气环流、季风系统及其动力学

  研究了大气环流的季节变化,并以此为基础提出了新的定义季风区的指数和季风强度指数和决定季风爆发时间的方法。指出季风区就是大气环流季节变化最显著的区域。全球季风系统由热带季风、副热带季风和中高纬季风组成,分别为由太阳赤纬季节变化所导致的南北两半球大气相互作用所驱动,海陆热力差异的季节变化起重要作用,和由西风带风暴轴季节性经向推移所导致。季风系统还有明显的斜压性和垂直结构,于是又有明显的行星季风带和平流层季风带。在季风区内,季节变化常是突变性的;但非季风区则多不具突变性,由计算“突变”可以明确算得季风爆发日期[21-25]。这些结果均已在气候分析和预报中得到了应用。

  (4)短期气候预测理论方法和全球气候变化研究

  利用他和其集体研制的耦合气候系统模式于1990年发表了第一个跨年度跨季度的夏季降雨距平预测,其后的研究使得在1994年建立了短期(跨季度)预测系统(包括集合预测积分[中含ENSO预测],误差订正系统,预测量组成——数学期望,集合离差和概率计算),并已准业务使用[26-31]。在1994年WMO季风学术会议和WMO TOGA十周年学术会议上他都受邀作大会特邀报告,是会上唯一的关于气候动力学预测方法和结果的报告[28,29]。

  此外,也积极参与全球气候变化研究,是最早一批用GCM作出2×CO2引起的增温数值模拟作者之一[32],也是IPCC第一和第二次科学评估报告中关于气候数值模式一章的主要作者之一[33,34]。

  (5)灾害性天气尤其是东亚沙尘暴和大风边界层的研究

  对夏季暴雨、酷暑和春季沙尘天气等作了许多研究,尤其是系统研究了东亚的沙尘天气的监测、预测和评估,建立了相应的业务系统,在中国从中央到有关省市广泛应用[35]。还同时研究了大风边界层的阵风和非经典湍流特性,发现阵风的相干结构、大风情况下阵风和湍流都有明显各向异性,其垂直廓线明显与经典湍流不同。阵风和湍流在大气传输中起不同的作用,湍流只起扩散作用,而阵风则起微小尺度的平流—对流作用,正是阵风将大风等造成的尘土得以上扬进入大气层中[36-40]。

  (6)大气遥感理论和卫星气象学

  结合大气遥感和卫星气象学业务,他1974年出版了专著“卫星红外大气遥测原理”,及在同时和其后的一些文章中系统研究了大气遥感(尤其是卫星红外遥感)理论问题,如频谱法和扫描法的可能性和局限性,最优通道的选取等;特别指出遥感大气物质成分(如水汽)垂直分布问题和温度垂直廓线问题有本质差别,在大陆上空单靠卫星遥感低层大气成分是误差极大,甚至是不可能的[41,42]。这些在建立中国气象卫星业务中起到指导作用。

  (7)人工影响天气研究和自然控制论

  结合参加人工影响天气和大气污染的控制等实用业务问题,于1995年提出具有普遍意义的“自然控制论”,以此作为研究自然环境(包括生态)的自控行为和人为调控的理论方法[43-46]。除在指导人工影响天气和调控大气污染以外,还应用到河流泥沙冲汙治理,以及大气环境化学风险的控制中,并被著名控制论学者认为是控制理论的自然延伸和新发展(杨嘉墀,1996:控制论的发展和自然控制论,载“系统研究”,第一部分,浙江出版社)。

(责任编辑:何欣)