3月26日,2023年度中国气象服务协会科学技术奖风云成就奖颁奖仪式在北京举行,中国气象科学研究院胡志晋、国家卫星气象中心范天锡获此殊荣。胡志晋是我国著名云降水物理和人工影响天气专家,发展建立了中国气象科学院(CAMS)云降水模式系列;范天锡长期从事风云气象卫星工作,为我国第一代气象卫星工程地面应用系统的建设、第二代气象卫星的发展规划设计
“搞人工影响天气要有愚公移山的精神,敢于向天要水,但更重要的是要有持之以恒的信念,要慢下来、有耐心。”胡志晋从事气象科研工作已经超过60年,见证了新中国人工影响天气事业从起步到腾飞的整个历程。
年近90高龄的胡志晋依然活跃在科研和业务一线年代,中央气象局(中国气象局前身)在江西庐山大林沟建立了庐山云雾物理研究所,拉开了国家级云物理和人工影响天气研究事业的序幕。刚参加工作的胡志晋也就一头扎进了庐山的云雾里,他回忆道:“在越高越陡峭的地方观测,受地面影响越小,当时就搭个木棚住在山上,荒山野岭,夜里还能听见老虎叫。”在一穷二白的条件下,胡志晋和同事每天要扛着自制的设备爬陡坡、钻荆棘,还要自己架电线,克服各种困难开展野外观测。在这样的高山云海中,胡志晋一待就是18年,取得了江西、湖南等地长期连续的云物理观测数据,为对流云降水机制的理论分析和数值模拟提供了基础。
在庐山云雾所逐渐发展成中国气象局人工影响天气中心后,胡志晋工作重心也由观测转向理论研究和业务实践,但他一直秉承了艰苦奋斗、勇攀高峰的严谨治学精神,期间做出了多项具有开拓性的业务创新。他创新提出云降水粒子比质量加上数浓度的微物理双参数模式,同此前通用的只计算水凝物质量的单参数云模式相比,显著提高了模拟自然和催化过程的能力,这种双参数模式在国际上也被广泛采用;他创建了对流云及其催化模式,指出了减雹增雨的催化方法;提出了人工冰晶通过水汽的凝华长大、释放潜热促进升速发展的层状云人工增雨新机制和新方法;创建的中尺度大气云分辨及催化模式,形成了中国气象科学研究院CAMS云降水模式系列,至今仍在中国气象局人工影响天气中心业务运行,云降水预报产品下发全国得到广泛应用,为我国人影业务发展提供了重要的科技支撑。
这些开创性的工作也获得了国内外科学界的认可。胡志晋两次获得国家科学技术进步奖二等奖、中国气象局科学奖一等奖、二等奖。多次参加国内外各类学术会议,多次担任国际云物理会、世界气象组织人工影响天气科学讨论会和国际云模式会的分会主席,显著提高了我国人工影响天气事业的国际影响。2001年被提名为中国工程院院士候选人。
胡志晋践行着活到老、学到老、干到老的坚韧精神,甘为人梯、奖掖后学,指导了一批专业技术人员和研究生。如今已鲐背之年的他,仍活跃在科研一线,每当有重要人工影响天气作业工作时,他依然会出现在中国气象局的会商室,时时关心着业务的进展。让胡志晋至今难忘的是2014年南京青奥会开幕式,当天中国气象局实施了人工消雨作业,雷达回波催化后如预测的那样在场馆上空中层出现不及地的回波空洞,保障区在关键时段维持有1个多小时几乎无雨,有效地保证了开幕式的圆满成功。“科学家都是很挑剔的,但我当时坐在指挥室里,看着雷达上降雨回波逐渐减弱,我感到的是幸福。”胡志晋说道。
1988年9月8日是激动人心的一天,这一天我国首颗气象卫星风云一号发射升空,而且从第一轨开始地面系统就成功接收处理了卫星下发的数据,并在当晚的中央电视台节目中播出了卫星云图。作为大型系统的首次星地联合运行,能够这样星地协调、顺利成功,在国内外都是少见的。此时的范天锡作为风云一号气象卫星地面应用系统的负责人正在国家卫星气象中心机房里,听着通讯设备里不断传来的各项成功报告,倍感欢欣鼓舞。
1988年9月7日,风云一号卫星发射前,国家卫星气象中心技术人员对地面应用系统技术状态进行最后的复核
1979年,美国气象卫星大气探测权威比尔·史密斯访华,向我国推广美国威斯康星大学开发的一套气象卫星探测资料处理软件。但要想掌握这套程序并落地应用,仍需下大力气分析消化并调试程序,这在当时并非易事。范天锡表示:“我是学气象专业的,但要研究卫星,做软件开发,当时我们所有人只能是边学边干。”他们一笔一笔画出框图,加以注释,进行逻辑分析,再提取出具体的数据处理方法,写出分析文档。当时,上机调试的时间很宝贵,一人一周只能分到一两个小时,上机常常要安排到夜间。从上世纪70年代末到80年代初,在运算速度尚达不到如今笔记本电脑1%的电脑上,通过这一个个“一小时”,范天锡和同事们成功“通关”了这套程序。
软件系统“通关”了,硬件设备也要跟进。上世纪80年代初我国成立了计算机引进小组,范天锡担任引进小组副组长。最初我们对国外计算机行情知之较少,又有禁运,为了得到功能完备、性价比高又可行的方案,范天锡与当时己进入中国的美、日计算机公司,进行了广泛接触和谈判,反复讨论计算机系统配置方案,最终经过科学认证,确定的计算机系统完全满足风云一号气象卫星地面应用系统的要求,有高性价比。1982年,范天锡执笔编写了《气象卫星资料处理系统可行性研究报告》,上报国家计委和经委获准。
为了推广NOAA卫星资料应用,上世纪80年代联合国开发署为我国实施了援建项目。起初联合国开发署聘请的美国专家认为中方没有系统设计和软件开发能力,提出了“交钥匙”工程方案。但此方案计算机硬件能力差,也无法生成风云一号气象卫星资料处理系统所需的软件。1985年,范天锡担任NOAA卫星定量资料处理系统建设的中方技术负责人,他回忆道:“当时,我们已经基本掌握了软件生产方法,我觉得我也能写出来,所以当时我们提出所有的软件我们自己做,剩下的钱全部买硬件。”在采用了他提出的方案后,NOAA卫星资料处理系统能力大幅增强,运行十分成功,得到高度评价。这一系统不仅是NOAA卫星资料的应用平台,也成为了风云一号资料处理软件开发的平台,在风云一号资料处理系统建设中起到了极为重要的作用。
回顾气象卫星资料处理系统建设初期,我国科技基础薄弱、研制条件简陋、无完整资料借鉴。就是在这样的条件下,范天锡带队研制出了完全由国家卫星气象中心自主研发的、包含23个软件包的软件系统。在此基础上,1987年风云一号气象卫星应用系统建成,这是一个能进行实时资料处理的业务系统,该系统一直稳定运行,具有国际先进水平。此系统还获得了1995年国家科技进步二等奖,范天锡排名第一。
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