曾庆存 拓荒 在“星光”璀璨之前

2015年，曾庆在国际工业与应用数学大会上发表演讲。

2020年9月，坐在中国科学院大气物理研究所办公室里，2019年度国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士曾庆存，依然能清晰地背诵出32年前的那个清晨涌动在心头的诗句。

那是他在1988年9月风云一号A上升空时，凝视着明亮的灯光，为中国气象卫星写的诗。

当时，距他踏上气象卫星研究之路已过去18年，在气象卫星遥感领域做出了开创性和基础性的贡献。而此后30多年，无数后辈又沿着拓荒者披荆斩棘开辟的土地，走出一条光荣之路。

卫星气象研究

必然中的偶然 偶然中的必然

回忆50年前风云气象卫星发源的中国场景，曾庆存说:“国家搞卫星气象研究是必然的，但对我来说是偶然的。”

上世纪60年代，国际气象界变化的波澜涟漪正在向中国传导开来。1960年4月1日，美国发射了全球第一颗气象卫星“TIROS-1”电视红外观测卫星，此后又接连发射多颗气象卫星，其气象预报水平得到极大提升。

1967年4月，第五届世界气象组织大会认可了第一批三个世界气象中心，分别位于莫斯科、华盛顿和墨尔本。当时，中国还没有恢复在世界气象组织的合法席位。这意味着，当全球气象数据通过三个世界气象中心分发时，中国无法接收。没有足够的气象数据，就不可能做出更准确的天气预报。在中国考虑通过外交关系和研发接收设备获取卫星气象数据的同时，问答也越来越清晰。

“最重要的是，中国需要发射自己的气象卫星。”曾庆存阐释道，当时尽管可以接收美国气象卫星过境时的资料，但当其离开了接收范围就无法获取；同时，如果要探察全球的大气状态，也必须要有中国的气象卫星。

曾庆村

而在国内，发射气象卫星的迫切需求，还来自于更加切肤的刺痛。1969年1月，一场罕见的雨雪冰冻席卷了几乎半个中国，人们的生产生活受到很大影响。如果有气象卫星，人们能否更及时获取到临近气象灾害预警而降低影响和损失？

1970年2月16日，周恩来总理向上海发出中共中央、国务院、中央军委的特批函，正式下达了研制气象卫星的任务。

当年春天，在中国气象科学研究所一间“311”房间里，原中央气象局局长孟平召集气象局科技处、研究所、中科院大气所、二炮气象室等有关单位和部门召开会议。当时在大气所工作的曾庆存两次发言表示，“要有世界的眼光，必须要发射中国气象卫星。没有这个，不可能了解世界”。

中国自己的气象卫星的发展很快就确定并实施了。会后，气象卫星设计总体规划组正式成立，出于保密考虑，以“311”组命名。

不久，曾庆存被中国人民解放军总参谋部紧急调任作为卫星气象总体规划组的技术负责人，期间既要领导该组搞总体设计规划等研究，又要探讨气象遥感等基本问题。

“当时不懂气象卫星，但国家需要，我必须重视。”就像他读书时因国家需要进入气象领域一样，曾庆存走上了一条新的创业之路。

从一片空白中起步

多年的成就浓缩成了一本书，几十年后依然熠熠生辉

到上世纪70年代，尽管气象卫星的重要性是气象学界的共识，但从探究原理到要真正发射一颗气象卫星，依然面临一大堆待解难题。

在梳理了无数问题后，曾庆存和他的团队捋出了几条主线:第一，气象卫星的高度和轨道应该如何，数据如何传输和存储？第二，地面站如何保证接收到所有的信息？第三，是不是就跟拍云图一样简单？如何确定温度、水汽、气压和风？第四，如何解决卫星姿态不稳定的问题？

解题的路径则分为两步：第一步是挑选探测内容，要保证能拍摄可用的卫星云图，并且开展垂直廓线探测。那时，美国已经成功拍摄云图，垂直廓线探测研究在国外也刚起步。第二步是攻关更为艰深的探测原理。

气象卫星只能远程测量大气层外的大气状态，大部分只能利用卫星和宇宙飞船利用遥测技术研究地球或其他天体。因此，有必要对遥测的规划、遥测的理论和技术以及数据应用的理论和方法进行研究。对于气象学来说，这相当于开辟了一个新的分支——卫星气象学。

不过，在解题之前，这支拓荒队伍面临的尴尬局面是：一切都是空白。

“每个人都不明白，但他们都有强烈的愿望想把它弄出来。我不懂，我得学。”曾庆存说，他到处找文件。在了解它们之后，他把它们雕刻成蜡像，并打印出来给大家看。

曾庆存研究手稿

好在他拥有扎实的数学物理基础。1957年底至1961年初，曾庆存曾通过国家考试被选拔派遣至苏联科学院应用地球物理研究所作研究生，师从国际着名气象学家、苏联科学院通讯院士基别尔。他提出了“半隐式差分法”，是世界上首个用原始方程直接进行实际天气预报的方法，且沿用至今，奠定了当今数值天气预报业务的动力学框架。

深厚的理论基础和严谨的科学思维融入了新的任务。1974年，曾庆存将几年的研究成果浓缩成书《大气红外遥感原理》，最终解决了大气遥感的基本理论问题。

这是当时国际上第一本系统讲述卫星遥感定量理论的专着，虽以红外和微波频谱法为主，但也涵盖了角扫描法、光散射法、掩星法等，将各种辐射传输方程统一作为“遥感方程”处理。特别是提出的“最佳信息层”等概念和方法，正确解决了遥感测湿通道的选取，至今仍应用于暴雨、台风等监测。此外，他提出求解“遥感方程”的“反演算法”，当前已成为世界各主要卫星数据处理和服务中心的主要算法，得到广泛应用。

理论基础的稳步发展，使风云气象卫星在中国的发展更加稳固。现在，国家卫星气象中心主任杨军谈大气红外遥感原理，还在夸“这本书还在发光”。

20年后又30载

为了报道中国的好儿女，我们必须攻击科学技术，使其更加精密

从1970年起步，到中国人真正发射第一颗气象卫星，路途漫长。

1988年9月7日4时30分，我国第一颗气象卫星风云一号A在太原卫星发射中心成功上升空。当时的曾庆存虽然已经离开了气象卫星领域，但作为中国气象卫星的开拓者之一，他还是受邀观看了发射。

1988年9月7日，cz-4在山西太原卫星发射中心发射了风云一号。

“我看那个卫星‘轰’地一下升上去了，也是热泪盈眶啊。”爱好写诗的他难掩心中激动，心中已落下一行行诗句。

后来，在卫星气象中心组织的前“311”工作组元老座谈会上，当大家谈及自己的感受时，曾庆存在黑板上写下了“高兴看到中国气象卫星成功发射”的诗句——

自1969年周总理指示我们也要放气象卫星，今近20年矣。有志者事竟成。

成功立志慰先贤，铁杵磨针二十年。

神箭高飞千里外，红星遥测五洲天。

东、西、北、南景色都很好，目前天气很好。

为报中华好儿女，要攻科技更精尖。

这首诗中的深情，可能已经被当时在场的每一个人分享了。

回想18年前接到重任，当时曾庆存自己生病还得奔波出差，兄长重病需动大手术需要照顾和护理，无奈只能把妻子和幼子托寄于农村老家。为了沟通任务，团队里的人三天两头要往上海跑，忙得不分昼夜。有个大暑天，奔波在路上的他甚至昏倒在路上。

但强烈的使命感不允许曾庆存这样的开拓者退后一步。“也许在我们那个时代，我们的思想很简单，我们希望中国强大。我们将全心全意为国家而战。”

此后又是三十余载。在中国风云气象卫星发展道路上，中国气象工作者经历了无数磨难与痛苦、希望与失望，当然还有喜悦和骄傲。

风云一号A带来的喜悦并没有持续多久，第39天就失控了。1990年发射的风云一号B卫星，运行仅半年就失控了。

经历痛苦的徘徊期后，中国人坚持将国产气象卫星发展之路走了下去。1999年发射的风云一号C星，实现了长寿命业务运行。1997年，风云二号A星投入运行，使中国成为世界上第五个拥有静止轨道气象卫星的国家……历经50年，风云气象卫星实现了两代四型高低轨两个系列共17颗卫星的研制和发射，共有8颗在轨稳定运行。作为世界气象组织全球业务应用气象卫星序列成员、国际空间与重大灾害宪章值班卫星，我国风云卫星还为全球防灾减灾提供不可替代的观测服务。

目前，85岁的曾庆存仍在气象领域奔波。“你问我有什么要告诉后来的人的。希望永远保持磨针的精神。要克服科学研究问题，我们必须老练。”他说:“国家需要什么，就主动去想，站得高看得远。”

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中国气象报出品

本文作者：中国气象报记者 赵晓妮 卢健

原标题:“开拓，在“星光”之前——风云卫星开拓者之一曾庆存纪实”