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TUhjnbcbe - 2021/6/22 22:13:00
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中国有句俗语:出门前,望望天。个人出行尚且先看天气,更何况千万人参与、决定国家前途民族命运的战争?
  气象条件,往往直接影响着战争胜负,这方面的战例可谓不胜枚举:诸葛亮巧借东风而让周瑜大胜赤壁,斯大林领导苏联红军运用寒潮赢得莫斯科战役……相反,希特勒因轻视气象预报兵败莫斯科,拿破仑因忽略气候变化败走滑铁卢……
  因此,军事家们把军事天气预报形象地喻为“战争瞭望哨”。创建于20世纪80年代末的国防科大数值天气预报技术创新团队,坚持着眼于国家、国防建设紧迫需要,经过数十年艰苦攻关,成功在国产巨型机上高效实现了全球中期数值天气预报软件,成功研制出我军全球中期数值天气预报系统,并把天气预报空间范围拓展到临近空间领域,为我军以钓鱼岛维权、南海系列军演等为代表的一系列重大军事活动提供了坚强有力的气象保障,赢得了“当代诸葛亮团队”的美誉。该团队在组建之初,克服了哪些困难?为实现了我军中期数值天气预报零突破,团队成员又做出了哪些努力?今天,我们一起走进国防科大数值天气预报团队背后的故事。

实现中国天气预报事业飞跃

20世纪80年代中期,国家气象中心为把天气预报时间由短期拓展为中期,向美国某公司提出引进每秒10亿次巨型机的需求。该公司不仅开出天价,而且屡屡借故推延交货日期。为突破西方强国技术封锁,国家把研制每秒10亿次“银河-Ⅱ”巨型机的重任交给国防科大。以宋君强为“领头雁”的全球中期数值天气预报技术创新团队从此踏上了自主创新的漫漫长路。
  数值天气预报技术创新团队组建之初,所有团队成员对于天气预报领域都是门外汉:团队领头人宋君强院士本科学习的是固体力学,硕士研究生方向是计算力学,而其他团队成员也主要来自计算机和物理学、数学等学科领域。因此,他们要研制完成我国首个中期数值天气预报并行高效软件系统,必须克服“陌生领域起步难、专业人才引进难、信息获取渠道难”三大困难,实现“两大跨越”:一是银河-Ⅱ是并行向量机,在算法上必须实现向量计算和并行计算;二是气象科学对于他们来说完全是个陌生领地,他们必须让自己成为“气象专家”。宋君强带领以张卫民、钟志新等为骨干的创新团队,一头扎进国家气象中心,广泛阅读气象专业书籍,不厌其烦地向气象局专家们请教。与此同时,研究大气动力学数值方法、微分方程数值解、特征值向量计算等专业问题,并全面展开并行算法研究。在此基础上,反复研究国家气象中心从国外引进的多万字的技术资料,进行并行化处理。如此“三条腿走路”的连滚带爬似的攻坚,让他们付出了太多:不仅每天加班是工作常态,遇到难题“黑加白”是家常便饭,每周“五加二”是正常安排,而且连续三个春节都搭上了——大年三十、新年初一都是在实验室里度过的。
  年初,他们终于研制完成达到“国内领先、国际80年代后期先进水平”的高分辨率中期预报模式——银河高效软件系统,将我国一天24小时天气预报时间由秒降为秒。国家气象中心领导说,就此一项成果就可每年为国家节省机时费多万元。年10月,他们研制的中期数值天气预报系统在“银河-Ⅱ”平台上实现高效运行,一天天气预报仅需秒,而合同规定时间是1秒。欧洲中期天气预报中心研究部主任了解这些数据后连呼:“了不起,了不起。”我国成为当时世界上少数几个能发布5至7天中期数值天气预报的国家。打造军事数值天气预报系统早在研制“银河-Ⅱ”中期数值天气预报软件时,创新团队就针对军用数值天气预报问题展开广泛调研,并进行了一系列基础研究,为研制军用数值天气预报系统作准备。
  年10月,原总参谋部某气象中心决定启动军用数值天气预报系统项目研制。这一重大攻坚任务落在了国防科大数值天气预报技术创新团队肩上。军用数值天气预报系统研究,是一项具有里程碑意义、开创性极强的项目。创新团队以顽强拼搏的精神迎难而上。团队成员朱小谦、赵军在北京部队大院的阴暗地下室里整整蹲守半年,几乎每天都吃住在那里,不知外面什么时候天亮、什么时候天黑,憋得实在受不了了,才到外边上次馆子、喘口气。张卫民连续3个月猫在实验室,没有出过一次校门。年,他病倒了,医生诊断:由于长期超负荷工作,肝脏严重损伤。张卫民被迫住院治疗,但三个月后一出院,他又一头扎进实验室。
  宋君强带领团队攻坚克难,成功突破高效分布式并行算法设计与实现等一系列关键技术,仅用一年半时间,便研制成功国外同行需要三年时间才能完成的大型分布式并行应用软件系统,建立了我军第一代军用数值天气预报系统,实现了我军中期数值天气预报零的突破。紧接着,创新团队又完成了空军航空中期数值天气预报业务系统一期工程,这是我空军气象业务建设的一个重要里程碑。中央电视台、《人民日报》《解放军报》《光明日报》《科技日报》等众多媒体纷纷予以报道,称赞“我军军事气象保障发生革命性变化,大大提高了我军军事气象保障能力”。数值天气预报技术创新团队,乘胜奋进,继续扩大战果。“十五”期间,相继研制出应用于海气耦合的全球中期数值天气预报系统、边界层高分辨率数值天气预报系统,解决了军兵种部队对气象保障的紧迫需求。“十一五”期间,创新团队瞄准制约我军天气预报技术发展的瓶颈——全球资料四维变分同化技术和高分辨率全球预报模式,进行艰苦探索,取得了一系列创新成果,研制完成我军第二代军用数值天气预报系统,使我军数值天气预报“整体技术达到当前国际先进水平”。探索我国临近空间气象盲区现代国防科技尤其是航天试验,要求实现全球范围内大气温度、压强、湿度、风速、能见度、风切变、下击暴流等要素的定时、定点、定量精细化预报。而人类头顶上的20-公里的临近空间,气球飞不到、卫星探不着,人们称之为“气象盲区”,因而成为世界大国竞相角逐的“战略空间”。为给我国航天事业拓展提供有力的气象预报保障,数值天气预报技术创新团队将探索的目光瞄准这一“气象盲区”,承担了一系列临近空间环境预报技术研究,取得了多项具有自主知识产权的创新成果,成功地把我军气象保障范围由对流层拓展到临近空间中下部。国防科大数值天气预报创新团队二十年取得的一系列创新成果,在我国国民经济建设中发挥了重要作用,尤其是为国防和军队现代化建设作出了重要贡献。他们研制的成果,已成为我军各级气象保障单位日常天气会商、预报保障的基本依据,在部队日常训练、重大军事行动和重大国防科技试验中取得显著应用效果,特别是为我军海军编队亚丁湾巡航、钓鱼岛维权、航母海上试验、南海系列军演等军事活动,及“天宫一号”与“神舟九号”“神舟十号”交会对接等重大航天试验任务提供了有力的气象保障。海洋科学与工程研究院政委史蒙生这样评价数值天气预报团队:用智慧和汗水谱写精准预报的华丽乐章“面对现代战争对精准天气预报的紧迫需求,数值天气预报创新团队在宋君强院士的带领下,克服“三大困难”、实现“两大跨越”,依托学校多学科综合优势,迎难而上、奋勇攻关,先后成功研制出全球中期数值天气预报系统和军用数值天气预报系统,为我军重大军事行动提供了坚强有力的气象保障。
  数值天气预报团队之所以能够取得如此辉煌的成就,就在于他们面对数值天气预报这一陌生领域敢于亮剑、勇于登攀、善于攻关,用智慧和汗水谱写了一曲同舟共济、战风斗浪、攻坚克难、追求卓越的奋斗乐章。
  我们一定要学习数值天气预报创新团队这种奋斗拼搏精神,坚持以海洋强国为价值取向,以献身海洋科技事业为目标追求,以观天测海、剑指深蓝为使命任务,努力为维护国家海洋权益作出新的更大贡献。来源|国防科大报文字|龚盛辉刘佳佳图片|马金铭编辑|由于预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇
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