图书馆公众号

顾震潮——我国数值天气预报的早期开拓者

发布时间:2024-05-16 打印

  现代天气预报诞生后早期是以天气图作为主要预报工具,这种天气图法的预报在很大程度上依赖于预报员凭经验作出主观判断。为让天气预报更加准确,于是有了今日的数值天气预报方法。 数值天气预报的构思最早在20世纪初提出,V.皮叶克尼斯在1904年最早提出数值预报的科学思想。1950年,美国一位气象学家使用电子数字积分计算机(ENIAC),做出了第一张24小时天气形势预报图——由此,“数值天气预报”一词正式使用。

      顾震潮是我国数值天气预报的早期开拓者之一。

  顾震潮较早接触到数值天气预报是在博士学习期间, 1947年,顾震潮留学瑞典斯德哥尔摩大学,师从世界著名气象学家罗斯贝(Carl-Gustaf Rossby)教授研究大气动力学。他的论文属于求解线性化的一维正压涡度方程(即Rossby的大气长波方程),这是应用电子计算机之后的数值天气预报的重要基础工作之一。
  1956年,数值预报还是一门新兴学科,在中国更近于空白。顾震潮回国后,他敏锐地意识到,数值天气预报将是大势所趋,我们国家也不能落下。顾先生认为“作为初值问题的天气形势预报与由地面历史演变作预报的等价性”,实际上提出了要改变数值预报问题的提法,用过去的演变代替初值作为定解条件。这是一个重要的理论创新。在没有电子计算机的情况下,顾震潮带领了一批中国科学院和中国气象局的年轻人开展研究工作。顾震潮编教材、选文献、组织文献讨论会,为学生们点出数值天气预报的重要关键问题,甚至帮助年轻人推导文献中难懂的公式。
  那时的数值预报,一端是白石桥的气象局,主要是进行人工分析,并将读数在纸带上打孔,另一端是在中关村的中科院计算所,用电子计算机计算、输出,中间还要用自行车往返连接。这虽然很“土”,但毕竟迈出了第一步。十多位科研人员带领三十多位见习员,靠着一台电动计算机和几台手摇计算机,日日夜夜,加班加点计算,经常工作到深更半夜。1957年,研究团队发表了中国第一张用数值预报做出的24小时和48小时寒潮预报图,我国第一张数值天气预报图产生了。
  1959年,这张数值天气预报图被选作向国庆十周年的献礼。顾震潮用短短两三年时间,实现了我国数值天气预报从无到有的跨越,是我国当之无愧的数值天气预报工作的开创者和领路人。
  顾震潮开创了我国数值天气预报领域,还培养了一支我国数值天气预报的科研队伍。

  丑纪范是当时成立的数值预报研究小组的一员,顾震潮赶超国际先进水平和重视创新突破的科学精神深深的影响着他。受到顾震潮论证的“地面历史演变与三维初值等价”的启发,丑纪范和合作者将这个概念推广到海-气耦合模式,将海洋、大气初值对应于大气模式的三维初值,大气的历史演变对应于大气模式的地面历史演变,给出了数学证明。经过多年的努力,丑纪范等人终于将天气方法、统计方法、动力方法融合起来,使数值天气预报能充分应用过去的历史资料,搭起了加强数值天气预报能力建设另类途径的框架。
  曾庆存1956年苏联留学前,顾震潮提出让他向大气动力学大师基别尔通讯院士学数值天气预报理论。回国后,又介绍他和好几位数学家认识,使他在作与大气科学有关的计算数学、偏微分方程和泛函分析研究时得益不少。曾庆存在1961年首次成功求解大气斜压原始方程组,给出了世界上第一张采用原始方程组的天气预报图。曾庆存首创了“半隐式差分法”,被公认为国际数值天气预报理论发展中的重要创新。
  
  数值天气预报是大气科学发展的里程碑,中国向世界贡献了“世界首创”的、严谨的数值天气预报物理数学基础理论研究成果,顾震潮是我国大气科学和气象预报业务的开拓者和奠基者之一。他的贡献在历史的长河中将被永远铭记。
    

 

  

    

      

附件:

版权信息:Copyright@ 中国气象局图书馆(气象科技史研究中心) 技术支持:北京中科聚网信息技术有限公司

地址:北京市海淀区中关村南大街46号    联系电话:010-68406306  68409247    Email:cmalibrary@126.com

京ICP备15008089号-4

图书馆公众号