近日,在由中国气象局、中国农林水利气象工会全国委员会主办的“筑梦风云·国家卓越工程师和大国工匠进校园”全国宣讲活动中,“国家卓越工程师”、风云二号和风云四号地面应用系统总设计师张志清,2023年“大国工匠年度人物”、中央气象台首席预报员许映龙,“国家卓越工程师团队”中国气象局地球系统数值预报中心全球数值天气预报系统工程技术团队成员韩威、张林,分别走进南京大学、兰州大学、兰州资源环境职业技术大学等院校,分享他们的科研经历、成长故事以及勇挑重任、矢志报国的可贵情怀。本期“讲述”,集中展现他们的示范引领事迹,以期给新时代广大气象工作者带来借鉴和启迪。
平生尽展风云志 不枉强国风云人
说起风云气象卫星,很多人会感到亲切,因为它就在你我的生活中。党和国家历来高度重视风云气象卫星事业,特别是党的十八大以来,习近平总书记多次作出重要指示批示,在上海合作组织青岛峰会、中阿合作论坛第八届部长级会议和中非合作论坛北京峰会等场合提出,风云卫星和气象遥感卫星技术要为上合组织各方、阿拉伯国家和非洲国家服务,这为新时代风云气象卫星事业以更高的政治站位、更宽的全球视野、更强的使命担当实现更大发展,指明了前进方向、提供了根本遵循。作为风云人,我深感责任重大,更体会到我们工作的重要意义。
国家卫星气象中心正研级高级工程师 张志清
50多年来,担负大国重器重任的几代风云人几经磨难、百折不挠、艰苦奋斗、大胆开拓,推动风云气象卫星事业从无到有,从小到大,使我国具备了全球、全天候和全天时的观测和服务能力。极轨气象卫星、静止气象卫星也均已实现升级换代,成为气象科技能力现代化的重要组成部分.风云气象卫星在不断成长与发展中,已成为我国航天强国和气象强国的重要标志。
迄今为止,我国已研制了两代风云气象卫星观测系统,共成功发射了21颗气象卫星,目前有9颗在轨运行,是世界上唯一拥有静止和多种低轨道业务气象卫星的国家。
很多人问我,风云气象卫星事业为什么能成功?我认为,因为我们坚持了正确的发展道路,我们拥有集中力量办大事的制度优势,我们坚持的理论符合发展方向,我们拥有百折不挠、自强不息的优秀文化——历史已经证明,风云气象卫星事业的发展就是“四个自信”的典型体现。
创新是风云气象卫星事业发展的第一动力。从风云二号到风云四号,我们面临全新技术的升级。其中一个难题在于,卫星姿态运动、轨道运动,特别是热形变下,要把实时定位精度做到一个像元以内,美国花了8年时间把三轴稳定卫星做出来,又用了5颗卫星的代价才使导航配准精度满足要求。而我们组成了卫星、仪器和地面系统联合攻关组,我和卫星总师做组长,确定了星地一体化技术路线,突破了恒星观测策略、热形变模型和解算、利用月球边缘提取参数进行配准等多个关键技术,一举解决了这个同类卫星的世界性难题,完全具有我国自主知识产权,奠定了风云四号工程成功的基础。
获得“国家卓越工程师奖”,在我意料之外,因为在推荐的时候我正在办理退休手续。所以,我的感受是,只要做了贡献,党和国家是不会忘记的。风云卫星这样的国家重点工程,可以说是大兵团作战,我作为总师,如果没有战友配合,一个人连一个碉堡都攻不下。一个有序分工、高度合作的团队非常重要,这个荣誉应该属于大家。
虽然取得了一定的成绩,但风云卫星在云内、云下观测等方面还存在差距,从太阳到地球无缝隙多种要素探测原理方法等原创研究仍有欠缺,还需一代又一代风云人接续奋斗。这些差距和留白,也许在你们选取研究和未来发展方向的时候,能在脑海里驻留一下,说不定就把它当作未来的主攻方向,从而成就年轻的你们服务国家、矢志报国的一番事业。
“男儿不展风云志,枉负天生八尺躯”,这是我特别喜欢的一句诗。优秀的文化和优良的传承一直在培育一代又一代自强不息的年轻人,让我们在当下百年未有之大变局下,在时代的洪流中,共同担负起国家强盛、民族复兴的神圣使命。(张嘉赫整理)
追风逐雨三十载 气象匠心护平安
此刻,我站在这里,看着一张张年轻朝气的面庞,觉得自己还是那个34年前怀着激动的心情,初次来到中央气象台门口,并且暗下决心,一定要搞懂天气预报的年轻人。
每当台风季的帷幕缓缓拉开,社会的目光便聚焦在我们这群“追风者”身上。大家最关心的,莫过于“台风何时至、何地登陆、又将带来多大的风雨”,这些问题压在我的肩头,变成沉甸甸的责任,但它同时也激励着我不断向前。“天有不测风云”,虽然科技的边界尚未完全触及大自然的每一个角落,但气象工作者始终在不懈努力,力求以百分之百的努力和专注去追逐变幻莫测的天象,为公众提供尽可能准确的预报。
国家气象中心(中央气象台)首席预报员 许映龙
回望过去,许多与台风“较量”的日子历历在目。2014年7月18日,超强台风“威马逊”如猛兽般逼近海南,我和团队经过紧张的分析研判,对数值模式的登陆强度进行订正,准确预报“威马逊”将以超强台风等级在海南文昌翁田镇附近登陆。
群众安危重于泰山。根据预报,中国气象局随即启动重大气象灾害(台风)一级应急响应。海南省委果断决策,不惜一切代价转移高危区域群众,避免了不可估量的损失。在这次跑赢台风的生死大转移中,我为自己准确的分析判断而自豪,更为自己是一名气象工作者而自豪。
并非每一次预报都能如此顺利。2013年6月,那次应对台风“温比亚”的预报服务,便是一次对我意志与毅力的考验。面对登陆在即的台风,我连续奋战,即使中途不慎摔倒致右手腕粉碎性骨折,也坚决不下“火线”。因为台风预报离不开不间断监视,只有这样才能预测它未来的发展变化。我选择打着绷带回到值班室。最终,我的坚守和努力没有白费,“温比亚”的准确预报,再次为国家挽回了损失,也赢得了社会公众的认可。
有人问,你为什么要带伤坚持上阵?我说,我是跟着老一辈预报员成长起来的,他们爱岗敬业的点点滴滴,我都看在眼里、记在心里。现在我也是老预报员了,不能丢了好传统。这些小小的坚守和努力,让我赢得了同事的尊重,也正是大家对我的鼓励和鞭策,让我更感重任在肩。
每一次成功的预报背后,都是无数次经验的积累。在非台风季节,我就做总结和研究,不断查阅历史资料,学习新技术、新方法,努力提升自己的专业素养。十多年来,我带领台风预报团队进行技术攻关,自主研发了台风路径预报系统,极大地提高了我国台风预报的准确性和时效性,使我国在这一领域跻身世界前列。这份成绩,是对几代气象工作者辛勤付出的最好回报。
在与台风斗智斗勇的过程中,我也逐渐体会到了这份工作的艰辛与不易。长年值夜班、对家人的亏欠……这些都是无法回避的现实。但每当我想到探索台风奥秘的成就感,想到台风预报与人民生命财产安全密切相关的责任和使命,所有的疲惫与愧疚,都化为了前进的动力。
入选2023年“大国工匠年度人物”,我感受到光荣与骄傲的同时,也深知身上的责任重大。这份成绩的取得离不开团队的支持与合作,离不开领导的关心与培养。几十载风雨兼程,我将以此为新的起点,不忘初心、不辱使命,为筑牢气象防灾减灾第一道防线、加快推进气象科技能力现代化和社会服务现代化,继续贡献自己的光和热。(闫泓整理)
雄关漫道真如铁 核心攻关当自强
数值天气预报系统是气象事业的“芯片”和国之重器,而资料同化,特别是卫星资料同化,则是数值天气预报的核心技术。如今,我国业务数值预报系统的卫星资料占比从2017年的65%提高到2023年的81%以上,目前在轨业务运行的9颗风云卫星和3颗海洋二号系列卫星大气探测仪器数据,全部在中国气象局业务数值预报中实现了应用,充分发挥了国产卫星的核心作用,为提升我国自主全球预报能力、保障“一带一路”建设和国家安全提供了关键支撑。
中国气象局地球系统数值预报中心正高级工程师 韩威
数值预报是个初值问题,靠同化观测提供每天的初值,而同化要求观测无偏差,但卫星观测存在系统性偏差,随卫星、通道、轨道等变化,因此偏差订正,是卫星资料能否用得上的关键。
在2005年,我开始研发卫星资料同化时,遇到的最大问题是:在GRAPES全球同化预报系统中卫星资料同化基本不起作用,卫星资料“用不上”,国外的方法无法剥离观测偏差和模式偏差。2013年我发展了有约束变分偏差订正方法,在变分同化的框架下,解决了观测偏差订正向模式偏差的漂移。此方法实现了卫星资料在GRAPES中的有效同化,为GRAPES业务化奠定了关键基础,还在国际上得到广泛应用。
数值天气预报系统工程的研发周期漫长如长征,但即使在最困难的时候,我都没想过放弃。2011年,欧洲中期天气预报中心给我一份让人心动的工作合同,这对个人的学术发展是一个难得机会。不过,我选择了放弃,因为当时GRAPES全球同化预报系统的发展正处于一个关键时期,需要大家齐心协力、共同攻坚。如果我离开,势必会影响GRAPES同化团队的研发工作。我留下来,坚守GRAPES研发阵地,一步步扎扎实实做好业务化工作。我牵头了中国气象局卫星资料同化科研业务工作,面向世界科技前沿,坚持自主创新,攻克同化关键技术问题;面向国家重大需求,我与团队建立全链路自主可控卫星资料同化技术体系,保障了我国全球数值预报系统的安全;面向防灾减灾气象保障,研发风云四号卫星探测仪目标观测和同化系统,在业务中发挥静止卫星高频次观测优势,提高了台风、暴雨等灾害性天气预报精度。
后来在职称和人才项目评审等与个人利益密切相关事情上屡屡受挫时,我确实做好了“牺牲”的准备。在我心中,自主发展数值天气预报系统是国家的需求,关系到人民生产生活以及国家安全,相较于个人利益,孰轻孰重,心中早有定夺。再后来,我获得很多意外的荣誉,如国家卓越工程师团队奖、国家科技进步二等奖、邹竞蒙气象科技人才奖和中国气象学会气象科学技术进步成果一等奖等,担任中国气象学会卫星气象学学会副主任委员,成为科技部 “创新人才推进计划重点领域创新团队-数值预报创新团队”核心成员,入选中国气象局“气象领军人才”等,让我非常感动,也倍觉珍惜。
二十年磨一剑,祖国从未忘记那些为国家需要,默默奉献、作出贡献的普通劳动者。在这条难走但必须走的气象科技自立自强道路上,我会一直砥砺前行。(于桐整理)
自主研发开新篇 锻造中国气象“芯”
我所在的”国家卓越工程师团队”——全球数值天气预报系统工程技术团队,成员由中国气象局地球系统数值预报中心负责全球数值天气预报系统研发和业务应用工作的骨干组成,涵盖了模式动力框架、物理过程、资料同化、集合预报等方面的专业人才。
团队完成了一系列重大核心技术攻关任务,建成了以CMA-GFS全球数值预报系统为核心,确定性和概率预报结合、区域/全球一体化国家级数值天气预报业务体系,总代码量超过300万行。如果用造车来打比喻的话,我们已经拥有了整车制造的能力,我们不仅能设计外观、制造底盘,关键的发动机设计和制造也是自主可控的。如果是造新能源车的话,也就意味着芯片,也是自己研发和制造的。
中国气象局地球系统数值预报中心高级工程师 张林
团队精雕细琢,实现国家级数值天气预报性能持续快速提升。研发逐小时更新、分辨率1公里的区域数值天气预报模式,对暴雨、冰雹、龙卷等强对流天气预报性能达到国际领先水平。在国产数值预报模式产品支撑下,台风、暴雨预报准确率和气象防灾减灾服务能力全球领先,气象灾害导致的伤亡人数大幅减少。
数值预报模式是气象领域的“卡脖子”技术,全球四维变分同化是提高全球数值天气预报水平的关键技术之一。国际上能够自主研发全球四维变分同化系统的只有欧洲中期天气预报中心以及法国、英国、加拿大和日本,这样的关键核心技术要不到、买不到。党的十八大以来,数值预报团队聚焦相关核心技术,坚持自主创新、久久为功,持续在国产超级计算机上自主研发数值天气预报模式系统。如今,我们已掌握全球四维变分核心技术,这使我国资料同化技术和卫星、雷达等观测资料应用达到了新的高度,确保在极端条件下,我国数值预报模式系统的稳定运行和较好性能。
GRAPES全球四维变分同化系统的业务运行及系统升级,显著提高了我国全球中期数值天气预报水平,填补了我国该领域的科技空白,为我国天气预报水平的提高提供了重要科技支撑。
年轻人是国家的未来,肩负着重要的使命。作为学长和一名业务系统研发一线的科技工作者,希望你们始终保持对世界的好奇心、对知识的渴望,这是科研工作的不竭动力。科研工作还需要团队合作,学会与他人沟通和协作,尊重不同的观点和意见,这对于团队的成功至关重要。科技日新月异,唯有持续学习和自我提升,不断更新知识库,提升自己的专业技能,才能跟上时代的步伐。在全球化的今天,拥有国际视野对于工程师来说尤为重要,了解和学习科技前沿的最新动态和科研成果,学习不同的文化和思维方式,这将帮助你们在国际舞台上展现才华。(于桐整理)
(责任编辑:张林)