【人民需要的科学家许健民】风云之路,探索不止

07-20 06:42

近日,瑞士日内瓦传来喜讯,世界气象组织执行理事会宣布,将第70届国际气象组织奖授予中国工程院院士许健民,他成为2025年全球唯一获奖者。这一奖项被誉为“气象诺贝尔奖”。


许健民的贡献主要是“从太空看天气”。在几十年前,这可是人类未解之题。20世纪60年代,我国气象科学领域还处于描述性和半理论半经验阶段,天气只能依靠地面上每两百公里一个气象站、一天两次放探空气球所收集的数据来预测,预报天气如同盲人摸象。但许健民没有退缩,而是奋勇向前。



许健民 中国气象局供图


1971年,国家卫星气象中心成立,负责我国气象卫星的总体规划以及气象卫星数据的地面接收、处理与应用。随后,许健民调任卫星中心主任,全面负责气象卫星研制推进工作。然而,当他进入卫星中心时,才发现挑战远超想象。尽管他是气象领域的资深专家,但对气象卫星和卫星气象却几乎是“门外汉”。同事们讨论技术方案时提到的大气窗区、吸收带等,他听得一头雾水。


许健民坚信“许多看起来十分困难的事,只要努力去做,是可以做好的”。他从总设计师到一线操作员,逢人便请教;邀请北京大学专家来给职工讲卫星气象,他总是提前半小时到场;每天跑到各岗位一线,和大家共同探讨解决问题。


20世纪80年代初期,卫星中心能接收到美国和日本过境卫星发来的气象资料。许健民埋首云图,不仅看到了云,还从云图中看到了祖国的山川河流、森林植被。他敏锐地意识到,这些信息里藏着气象卫星广阔的应用前景。当时,包括火灾、水体、植被等在内的许多气象卫星产品已开发出来,但相关专业人员担心产品不完善。许健民主张边建设、边应用,边开发、边服务,在实践中检验产品的可靠性。


1987年,大兴安岭特大森林火灾验证了他的主张。当时火势凶猛,火区上空烟雾笼罩,飞机和林火瞭望哨无法有效观测。许健民团队却在卫星云图中捕捉到关键信息,清楚看到3条火带,观察到火势蔓延趋势。他建议通过电视媒体传递火情信息,该建议被相关部门采纳。1987年5月8日晚,全国观众通过电视新闻联播直观看到了大兴安岭火灾的范围、程度及发展方向,这也为各级扑火指挥部制订扑火计划提供了可靠信息。这次电视播报卫星云图,开启了气象卫星遥感应用的先河。但这场持续一个月的云图播报也暴露出我国气象卫星技术的“抖”问题。


许健民回忆,“风云二号卫星动图存在明显的抖动问题,特别是一次故障后,云图几乎成了‘废图’”。当时世界上所有的静止卫星都存在动画抖动情况,但许健民认为“这样抖是不能接受的”。于是,他收集卫星“废图”,按时间顺序观察,发现地球圆盘在卫星云图上呈周期性的摆动和旋转,周期恰好等于卫星围绕地球公转一周所需的时间。他判断云图的抖动是有规律的,便带领团队推演公式。经过1000多个日夜,最终在风云二号C星发射前一个月,在世界上率先解决了卫星抖动问题。


2006年10月,时任美国国家航空航天局(NASA)局长米歇尔·格里芬来访,观看了风云二号卫星实时云图。回国后,他在NASA网站主页上写道:“在中国遇到能干的、敬业的、积极的人;也记录了卫星中心通过一个非常精密的算法,矫正了地球视运动,解决了图像抖动问题。”此后,许健民对地面系统中的软件进行大检查,逐个解决曾经出现过的问题,大大提高了地面系统的稳定性。


许健民并不满足于此,他认为“卫星不能只有云图产品,数据也可以在数值预报中发挥巨大的作用”。为验证数据可用性,卫星中心将风云气象卫星数据送至欧洲中期天气预报中心(ECMWF)进行评估。许健民回忆,仅关于“风”这一个要素,对方就要用260多种图来评价,要求非常严苛。第一次评估结果不理想,但许健民觉得这指出了问题所在。当时,卫星中心大部分人员是计算机、通信、无线电专业的,对气象了解不足。许健民提出新要求,让所有业务人员每天看云图,从云图中学习天气、了解天气。为提升数据精确度,他与同事反复修改、对比、分析,组织大家翻译大量文献,学习、思考、分析、归纳,总结成教材。最终,他们利用云的运动推导了地球上大范围的风场分布,大大提升了风的预报水平,还为国际气象卫星事业提供了新的视角。修正提高后的数据得到ECMWF的高度评价:“根据观察,中国风云气象卫星的资料已经有了极大改善。它的资料质量和METEOSAT - 7卫星(当时世界上最先进的卫星之一)一样好。”


如今,82岁的许健民在中国气象局大院里,常背着一个驼色帆布袋,步子小但迈得快。他的很多习惯与年轻时一样,仍旧每天到岗,看云图、分析天气;每次坐飞机,他都会拍摄云,落地后就拿出来跟云图做对比。每每被问及贡献,他都很谦逊地表示“我做的事情,只是卫星中心工作中很小的一部分”,他想到的更多是责任。


【感言】


将飞机航拍云图和卫星云图进行对比分析,是许健民院士坚持了几十年的习惯。他看云看了60年,风云气象卫星从无到有也走过55年。从参与第一代风云气象卫星设计、第二代卫星框架搭建,到如今指导第三代卫星设计。在每一次规划中,许院士都会提出很多设想,要实现主动遥感观测和微波观测,要能应用于生态、农业、能源等领域。


许院士认为“自然界里存在的事实和道理原本是很简单的,但由于我们看不清,因此会认为它非常复杂”。在他看来,科学不仅仅是高高在上的东西,更是需要从日常点滴积累起来,才能把气象的万千世界展示给公众。他曾说:“卫星中心那么多人,每个人只做一小段工作。这一小段工作,就是我们对国家的贡献。如果你所负责的工作段出了差错,要别人来纠正,那工作量就大了。”正是有了像许院士这样的科研人,在一穷二白中奋进,在无数个日日夜夜里坚守,才换来中国气象卫星的星光闪耀。


作者:王劲松,系国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)主任


原标题:《【人民需要这样的科学家】许健民:“风云”激荡,向更宏阔求索》


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