天气预报，是“算”出来的

“风云”变幻，且看气象万千——专访中国工程院院士许健民

天气预报早就深度融入我们的生活。

你有没有发现，这些年，天气预报已不再是“晴转多云，局部有雨”，而是“下午几点降雨，预计持续几小时”，无论预报的准确率，还是更新频率，都越来越高了。

这一切，离不开风云气象卫星。

8月5日，我们采访的许健民院士，是我国“风云”系列气象卫星事业的开拓者、见证者。今年6月，他被世界气象组织授予有“气象诺贝尔”之称的国际气象组织奖。

许健民总说，云图要天天看。现在他已经退休，但在中国气象局的大院里，大家还能经常看到回单位“上班”、看图的许健民。他背着一个驼色的帆布包，步子小却迈得很快。

他为何痴迷看云图？让我们跟着《大国院士》向许健民院士提问，一起听他与云图、气象卫星和天气预报的故事。

1

80多岁了为何还要天天看图？

地球上所有天气表现，都是大气和云运动的结果。用卫星监测全球风云，就像给地球大气做CT，一眼就能看出哪些地方将有坏天气。

依据气象卫星云图，天气预报的准确性有了很大提升，可许健民也坦言，“气象是复杂的系统，搞不懂的还有很多。”

小尺度对流，至今还是让许健民觉得难预测准的一种天气。以龙卷风为例，他解释，“里面的云上来就开始旋转，离心力、下梯度力之间的平衡关系瞬间被打破，大气物理过程非常快，很难报出来。”

风云瞬息万变，要想摸透这其中的规律，及时准确做出预报绝非易事。虽然已年过八旬，许健民还在一直学习，一直研究。

“云图365天都要看”，是他坚持了一辈子的习惯。

全球气候变暖，极端天气增多，气象工作者用云图观测天气面临更大的挑战。

“用数学方程式描述自然，需要简化，但简化时不能把本质问题丢掉，这就是我们要干的事。”许健民说。

从2016年开始，许健民有意识地保存重要天气过程的云图。如果哪天有事没来单位，他还会把云图资料补上，甚至坐飞机，也会对着舷窗拍下云的照片，落地后与卫星云图仔细对比。

他在对比什么？许健民告诉记者，“我在想象大气是怎么运动的，一对比就能弄清楚大气运动的物理过程。”

“提高天气预报的准确率，是我们的职责使命。”在许健民看来，天气预报准确率的提高，不是突然一下就能提高的，要靠各种各样的小事，每个人都做出一点点贡献，这样才能提高。

2

“落后，落后，落后，落后”

“周恩来总理看了美国卫星经过中国时候拍的卫星云图，他说，‘落后，落后，落后，落后’。”

回忆起研发风云气象卫星的原因，即使过去了56年，许健民依旧清晰记得当时周恩来总理说的这四个“落后”。

1969年，我国长江、黄河流域遭遇一场罕见的雨雪冰冻灾害。当时的中国，天气依靠地面每两百公里一个气象站，一天两次发放探空气球所收集的数据来预测。由于缺少准确的天气预报，防灾救灾反应滞后，社会损失巨大。当时，周恩来总理在看了美国的卫星云图后，便提出要“搞我们自己的气象卫星”。

“气象局当时负责气象卫星的总体规划和气象卫星数据的地面接收、处理、分发和应用。”许健民回忆，1971年，中国气象局成立了卫星气象中心。而他调任这里时，已经是1986年。

当时，距离周总理提出要研制中国自己的气象卫星，已经过去了整整17年，可第一颗气象卫星还处于研制阶段。

研制出气象卫星，咋就这么难？

“卫星在距离地球800公里的上空，怎么看地球的一公里？卫星以每秒7.9公里的速度飞行，需要把一个点一个点的资料拼起来构成一张图……”许健民表示，气象卫星工程体量大，中间每一个环节都有极高难度。

经过不断探索、潜心研究，终于在1988年9月7日，我国第一颗自主研制的极轨气象卫星风云一号A星成功发射。

在汇报工作时，许健民哭了。

这条从无到有的摸索之路走得多艰辛，许健民和他的团队都知道。

3

天气预报是“算”出来的

在许健民的电脑里，一直保存着一个文档，里面写满了密密麻麻的数学公式。

143页，4万多字。

这里面记录着解决“风云二号”气象卫星云图抖动难题的办法。

风云二号，我国首次研制的静止轨道气象卫星，由许健民担任地面应用系统总设计师。然而，在当时，世界上所有的静止轨道卫星都存在同一个的问题——云图抖动。

“这样的抖动是不能接受的。”许健民态度坚决，他说，“云图抖动，就不能看出云是在上海，还是在苏州，天气预报就不准了。”

为了找到抖动的原因，他收集起卫星“废图”，按照时间顺序排列一起观察，寻找云图抖动背后的规律。

许健民认为，所谓科学就两件事，第一件事是认清自然界发生了什么事；第二件事是要搞清楚这件事之所以存在、发生，它的科学道理在什么地方。作为科学工作者的他，一定要弄明白这两件事。

可找到规律哪那么容易。许健民喊来学生陆风、张晓虎等人，决定重新学习高等数学、线性代数等大学课程，验算卫星定位公式。

“这143页公式，必须每一个、每一步都做对，最后拼起来才能是对的，费的劲大得不得了。”讲起那段推导公式的日子，许健民说，“错一步就得重新再算一遍，没完没了，我们做的时候很迷茫。”

尽管苦，尽管迷茫，许健民和团队始终相信，用数学方法来解决问题，肯定是正确的道路。历经一千多个日夜，他们最终推算出正确的基础公式，在风云二号C星发射前一个月，在世界上率先解决了卫星云图抖动问题。

4

气象卫星不止“测”天气

1987年，大兴安岭的一场森林大火，轰动全国。没想到的是，搞气象卫星的许健民，竟和这场森林火灾的救援有千丝万缕的联系。

不仅仅是天气预报，气象卫星应用范围现在越来越广泛。追溯起来，气象卫星的应用价值还是在这场火灾救援中，初步展现。

上世纪七八十年代，在中国没有自己的气象卫星时，卫星中心能接收到外国气象卫星发下来的气象资料。调到卫星中心后，许健民就天天拿着图研究。从里面，他不仅看到了云，更看到祖国山川河流、森林植被。许健民敏锐地意识到，这些信息里藏着气象卫星广阔的应用前景。

“一定要把这些图用好。”于是，许健民主张边研究、边使用，在做气象卫星的地面系统建设的同时，还要不遗余力地推动卫星数据在火灾、水灾等方面的监测服务。

1987年，大兴安岭森林大火，验证了许健民的前瞻性布局。

当时火势凶猛，火区上空烟雾笼罩，飞机和林火瞭望哨无法进行有效地观测。许健民团队却在卫星云图中捕捉到关键信息，他们从云图上清楚看到三条火带，观察到火势蔓延的趋势，为各级扑火指挥部制订扑火计划提供了可靠信息。

如今，许健民家中仍保存着当年大兴安岭火情的云图资料，时刻提醒他坚守初心。他说，“云图数据用途非常多，还能再研究。”

在《大国院士》的镜头前，对于自己所获的国际气象组织奖，许健民院士一直重复着同一句话，“我就如一粒芝麻，小得很”。这份刻在骨子里的谦虚，如同他守望了一生的云图，纯粹而广袤。

当被问还想为气象卫星事业做些什么时，许健民的回答坚定且质朴：“把我的经验告诉大家。”

明年6月，国际气象组织奖将颁奖，期待许健民院士代表中国去领奖。

（新华网）