曾庆存（1935～），广东阳江人。大气科学和流体力学家。1980年当选为中国科学院学部委员（院士），1994年当选为俄罗斯科学院外籍院士，1995年当选为第三世界科学院院士。1956年毕业于北京大学物理系，1961年获苏联数理科学副博士学位。曾任中国科学院大气物理研究所所长（1984～1993）以及大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室主任（1985～1993）。曾庆存在大气科学、地球流体力学、遥感、气候与环境科学、自然控制论、应用与计算数学等众多领域取得了突出成就。1961年他最早提出半隐式差分法和成功的积分原始方程的数值方法，后被广泛应用于数值天气预报和地球流体力学。他系统地发展了罗斯贝（Rossby）和叶笃正等提出的旋转地球流体运动的地转适应过程理论；还提出并发展了地球流体力学中运动的不稳定性的变分原理、波包演变理论和提出并解决基本方程组的定解等基本性问题。其专著《数值天气预报的数学物理基础（第一卷）》（1979），被誉为“大气动力学理论化的完成”。他和他的研究集体构造出平方守恒格式，建立了具有许多优点的我国大气环流模式、海洋环流模式和气候动力学模式，发展了我国的气候数值模拟，并在世界上最早应用气候动力学模式开展跨季度气候预测。他所著的《大气红外遥测原理》（1974）最早把大气遥感问题发展成系统的理论，所提出的“最佳信息层”概念和方法是选遥感通道的理论基础。他和他的专家研究群体所著的《千里黄云——东亚沙尘暴研究》（2006），是目前最系统全面和最深入的对沙尘天气的研究成果。他提出的自然控制论被认为是控制论在自然界中的自然拓广，已在大气污染控制等方面得到应用。曾获国家自然科学奖二等奖，何梁何利基金科学与技术进步奖等众多奖项。

 

一、简历

曾庆存，1935年５月生在广东省阳江县一个贫困的农民家庭。1952年，这个贫农的儿子光着脚板、穿着单衣，从广东进入北京大学物理系，被分配到气象专业学习。他服从国家的需要，努力学习。可是，当时气象科学还处在半理论半经验阶段，国际上的天气预报刚从定性向客观定量化起步。即将毕业的曾庆存到中央气象台实习时，看到气象员们废寝忘食地守候在天气图旁，分析判断，发布天气预报。但由于缺少精确的计算，相当多的分析判断还是凭经验办事。这使他下决心去钻研数值天气预报理论方法，提高天气预报的准确性，增加人们战胜自然灾害的能力。1956年大学毕业后，他被选派赴苏联科学院攻读研究生。

当时，国际气象界主要是应用简化的方程即准地转模式进行研究和作数值预报，但该模式不够准确，而较准确的原始方程的计算求解则是很难的。在导师基别尔院士指导下，在深入研究适应过程和演变过程的特点和可分性的基础上，曾庆存面对这个世界著名的难题，初露锋芒。1960年他即提出了一个求解原始方程的办法，建立了“半隐式差分”方案，成为世界上最早成功地应用原始方程进行数值天气预报的极少数研究者之一。他首创的半隐式差分法，至今仍在广泛应用。

1961年，曾庆存毕业回国，写了一首《自励》诗：“温室栽培二十年，雄心初立志驱前。男儿若个真英俊，攀上珠峰踏北边”。他决心不辜负党的多年培养，立志要攀上大气科学的珠穆朗玛峰，而且要从中国这一面上去，走出中国的路。曾庆存在21岁时就加入了中国共产党。作为一个共产党员，他决心要以一个先锋战士的姿态为党为人民而勤奋工作。他被分配到中国科学院工作以后，感到浑身都是力量，埋头潜心于研究，且密切注意国际科学发展动态，拓广知识领域，并决心要把学到的、研究得到的成果总结出来，献给党，献给人民。1970年，由于工作需要，他被抽调到当时在国际上新起、中国尚是空白、对他又是完全陌生的卫星气象遥感研究工作，他不分昼夜地查资料，分析国际经验，上升为理论，并亲自搞计算。繁重紧逼的工作使他的健康情况日趋恶化，经常生病，但他仍坚持工作。结合完成的具体工作任务，他写成了一部长达30万字的《大气红外遥感原理》。这本书于1974年出版，是我国和国际上最早的一部大气遥感系统性理论专著。此后，他重新回到大气动力学研究领域，花了五年时间，写成了《数值天气预报的数学物理基础》第一卷。这部长达80万字的大气动力学和数值天气预报理论专著，将数学、力学和气象学有机地结合起来，被中国科学院列为重大研究成果。我国气象科学家普遍认为，这是一部很有创见、很有学术价值的书。鉴于他的出色研究成果，1978年曾庆存被中国科学院破格从助理研究员提升为研究员，1979年当选为全国劳动模范，1980年他45岁时被选为中国科学院学部委员（院士），是当时最年轻的学部委员之一。1980年12月至1982年4月，他作为高级访问学者，到美国普林斯顿大学工作。利用这个机会，他还访问了美国各地30多所大学或研究单位，做了几十次学术报告。另外，还到日本访问了一周。他的学术报告和研究成果引起了国外学者的很大重视。

1984～1993年，曾庆存担任中国科学院大气物理研究所所长，先后创立大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室、大气边界层物理和大气化学国家重点实验室及国际气候与环境科学中心，而且在这三者的科学问题研究本身也做出重要贡献。他大胆提出了办所方针和改革设想，使研究所得到了很大发展。实践表明，曾庆存是一位优秀的科学家、科学带头人，还是一位杰出的科研工作领导者和组织者。他不但在科研管理、教育和人才培养方面表现突出，在国际学术交流方面也取得很大成绩。由于他出色的研究工作在国际上得到广泛承认，1994年他被选为俄罗斯科学院外籍院士，1995年被选为第三世界科学院院士。

曾庆存曾获国家自然科学奖二等奖两项和三等奖一项，中国科学院自然科学奖一等奖四项，中国科学院科技进步奖一等奖一项，何梁何利基金科学与技术进步奖。

曾庆存是中国共产党第十三、十四届中央委员会候补委员（1987～1997），第十次全国党代表大会代表，第十五次全国党代会代表、主席团成员；第六届全国人大代表，第九、十届全国人民政治协商会议全国委员会委员。曾任中国科学技术协会副主席（1998～2006），中国人民解放军总参谋部科学顾问（2003年起），中国气象学会理事长（1998～2002）、名誉理事长（2000～），中国海洋学会副理事长（1996～2001）、名誉理事长（2001～），中国工业与应用数学学会理事长（1995～2000），还曾任其他一些学会的常任理事或理事等职。

 

二、主要科学研究成果、学术思想及其影响

（一）主要科学研究成就

曾庆存在科研工作中取得了重要成就，为我国和国际大气科学和地球流体力学等领域的发展做出了突出的贡献。

曾庆存是推动大气科学和地球流体力学现代化的主将之一。他的一个显著特点，是将大气科学和其他研究对象与数学、物理、力学等学科紧密结合起来，既研究其基础理论问题，同时又联系实际，解决重大和综合性的应用问题。

1.在数值天气预报、数值模拟和气候预测理论研究方面曾庆存于20世纪60年代初首创了用于数值天气预报的半隐式差分方法，是最早提出原始方程求解方法者之一；同时最早用物理学观点研究计算紊乱和计算不稳定问题，是国际上最早提出能量守恒格式的研究者之一。1979年他出版了专著《数值天气预报的数学物理基础》（第一卷）。该书内容丰富，从动力学问题到基本方程的适定性问题，都加以研究，引起了国内外学者的极大重视。1981年日本《天气》杂志刊登了日本科学家的评价，称该书是“世界上第一本这方面的著作，是气象理论化的代表作”。1982年，美国著名气象学家J．Smagorinsky 指出，“这卷书的出版对发展动力气象学文献有突出的贡献，将立于世界优秀名著之林。……尽管科学发展很快，本书的选材、组织和给出的结果却具有持久的价值”。苏联等国学者也有相似的评价。此后，他和他领导的研究集体致力于大气环流、大洋环流、陆表物理过程即气候系统动力学模式的研制以及数值模拟和气候预测的研究，其目的之一是试做跨季度气候预测（今已付之准业务应用），由此发展出来的中国科学院大气物理研究所各种环流数值模式具有许多独特的优点，这些特点后来也多被世界采用。

２.在大气动力学和地球流体力学方面

曾庆存发展了罗斯贝和叶笃正关于大气和海洋运动中的地转适应过程理论，得到适应过程的方向取决于扰动尺度与某一由环境所决定的特征尺度之比：在正压情况下，这特征尺度就是罗斯贝变形半径；在斜压情况下，还依赖于层结状态，也与扰动的垂直结构有关。从而完全解决了气象学中关于风场和气压场相互关系中长期争论的问题，建立了迄今最深入和最系统的风场和气压场的适应理论，并将地转适应问题拓广为旋转大气中的适应问题。导出从全球规模到中尺度系统的各种大气运动的一些基本规律。这一理论，既严谨深刻，又能在天气分析和数值天气预报中广泛应用，是国内外公认的一项重要成果。此外，他在大气中扰动演变过程及其与基流相互作用的研究中，发展了波包动力学理论，简明而又深刻地揭示出大气中扰动的演变过程。该理论成果系统而全面地研究了扰动在正压和斜压大气、准地转和非地转气流上扰动的演变及其与基本气流的相互作用，不但对实际大气中的高空天气系统的波幅、波长、槽脊指向和传播速度随时间变化的规律性给出了合理的解释，而且该理论和他的另一项关于连续谱的理论还深刻地说明了扰动和基流的相互作用机理，提出大气和海洋大环流中所谓负黏性现象主要是由波包或与连续谱联系的扰动向基流反馈动能所致。他还推广了运动不稳定性问题的变分原理。这些都是当代国际地球流体力学研究的最新成就。

３.在计算地球流体力学方面

曾庆存和他指导的研究集体近40年来的研究成果是奠基性的，阐明了关于计算紊乱和非线性计算不稳定问题的本质，形成构造稳定有效的计算格式的理论系统，并提出了一套方便灵活有效的数值求解方法。这些结果已广泛地应用于数值天气预报、大气环流、海洋环流、近岸海流、气候预测、大气污染和其他许多数值模拟问题。

４.在大气遥感和卫星气象学方面

曾庆存于1974年出版的《大气红外遥感原理》一书以及一系列文章，系统地发展了大气遥感理论。他的书在国际上是这方面最早的理论专著之一。该书提出的最佳信息层等概念和方法，清楚地说明测湿和测温问题的原则差别，澄清了当时的模糊和错误观念，并为选择遥感通道提供了合理的原则。

５.灾害性天气和气候研究方面

以曾庆存等专家为首的研究群体，对沙尘暴和高温酷暑天气等做出重要成果。他们于2006年出版的《千里黄云——东亚沙尘暴研究》一书，全面阐述了东亚地区沙尘天气监测、预警、预告的方法和结果分析，以及灾情的评估方法；体现了多学科的交叉渗透，将应用气象卫星的监测系统、地面站网的观测系统、地理信息系统、天气学分析和气候学统计、风沙动力学、沙尘暴天气和气候数值预报以及应用业务系统集合成为一个有机的科学体系；它包含了大量的新观测事实和若干创造性基础研究成果，并在实际应用中发挥了显著作用。

６.在气候动力学方面

除了为研究气候系统动力学模式而做的相关各项研究之外，曾庆存还对气候动力学的一个重要方面即季风有独到的见解。他把季风现象和大气环流的季节变化密切联系起来，从而揭示出季风的本质，并客观定量地给出全球季风区的分布、季节的划分和季风的来临时间，这些理论和方法已渐被气象界接受，有些已经在国际上的气象业务部门中使用。尤其是他深刻论述了全球季风系统为由热带季风，亚热带季风和温寒带系统所组成，三者既有密切联系，又明显可分，且成因机理不同。

７.在“自然控制论”方面

曾庆存交融数理各学科和一些地球科学学科以及一些应用领域，积数十年的研究体会，逐步形成和提出了“自然控制论”，即研究自然界的现象的自控机理以及人为调控的理论和方法。该研究被控制论界认为是控制论在自然界研究中的自然拓广。他和他的学生们已试用于调控大气污染、化学污染危害、河湖泥沙冲淤、人工影响天气和改良自然环境等的研究方面中，前两者已大量应用于实际。

８.在地球系统科学理论和模拟研究方面

1984年曾庆存即已在中国科学院学部大会上作了关于“大气科学中的数值模拟研究——理论研究和实用相结合”的学术报告（于1985年发表），其中在“地学学科应用计算机技术和数值模拟研究的前景”一大节中，即已提出针对地学各分系统建立理论模式的重要性、可能性和建立的原则和方法。这就是今天国际上的“地球系统模式”的最早来源之一。现在他领导下的集体已研制出包括大气环流、大洋、陆地表层、植被生态、气溶胶和大气化学过程、海洋化学及生物地球化学等七个分系统的地球系统模式并相互耦合，在国际上属于前列。

（二）学术思想及其影响

曾庆存在科学研究上具有战略思想，远见卓识，既重视基础理论研究和长远的发展方向，又重视理论和实践结合，解决重大的当前实用和具体的问题。1988年他在中国科学院基础研究工作会议上应邀发言，针对当时流行的不重视基础研究倾向，他指出：“基础研究是学科发展的根本，一定要高瞻远瞩，抓住根本……竭泽而渔的做法，只可以满足现时完成各项国家任务，但难以长久和保持高标准。基础丢了，已有的优势会随之丢失；基础在，即使一时丢了的东西，还可以捡回来。”但这并不表示他只强调基础而不管应用。其实他是十分重视国家目标和实际应用、重视理论和实践结合的。他说：“大气科学既要探索十分复杂的自然规律，又有很强应用性。所以，除很小一部分课题之外，我们的基础研究大都尽量做到有明确的目的（虽然不一定限期、限目标），并在有一定研究成果后，尽早试用于实际。”“鼓励人们在承担国家任务的同时，抽象出科学问题。”“物色一些合适于抽象思维的人……保证他们专心搞理论研究，不怕他们远离任务和本门学科的狭窄范畴，保证本学科有新生长点，根深叶茂。”在谈到基础研究的队伍和氛围时，他讲到：“搞科研尤其是基础研究的单位和个人，必须志存高远，大处着眼，瞄准科学真理，瞄准国际水平，不急近功，不贪近利，脚踏实地地工作。”“提倡安贫乐道，自甘寂寞。”“要特别重视学科带头人和高水平专家的培养。对于学科全面的带头人，尤其要重视有优秀的品德和深入的学术见解。领袖人物必须有很高的德行和大才，不玩弄权术，方能驾驭群雄，方能服众。”上述诸点，不仅论点精辟、正确，更主要的还因为这些话是在那个特定时期出自一位所长之口，是难能可贵的。

在多年的工作实践中，曾庆存开拓和稳定地领导了大气物理研究所的科学研究与各项工作，形成了团结奋进的局面，面貌一新，使该所成为国际上知名的几个大气科学研究中心之一。他开创和领导的“大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室”，能够汇集各学科的科学家和青年共同创造奋斗，短短几年就已在国际上颇有名气。另一个国家重点实验室和国际科学中心也取得世人瞩目的成果。在他领导大气物理研究所期间，该所获得国家首批13个攀登计划中的两个。但曾庆存并不满足于理论研究成果，他不断努力把理论用于解决实际问题，同时花大力气进行人才培养工作。早在20世纪60年代初，他就十分重视将各学科的人组织起来从事短期数值预报工作。80年代又进一步致力于组织队伍发展用气候动力学模式进行气候预测工作。他亲自动手研究，并领导有关集体发展了一系列独具特色的模式。通过这些研究获得了一批既有创造性又很有实用意义的结果，同时形成了在我国和世界上很有特色的多学科交叉融合的大气科学与地球流体力学研究以及数值模拟研究中心。学生和青年们在他的悉心指导、帮助下，成长为科研骨干、院士和新一代博士研究生导师，并有开创性的研究工作。在动力学方面，他大力宣传并亲自实践，建立了基础理论、诊断分析和数值模拟三支科研队伍，并相互结合。他还十分注意与其他学科交叉和渗透，重视广罗各种人才，为大气科学、海洋学、物理学、数学以及其他地学各分学科交叉和结合创造条件。在他领导下，大批优秀人才得到了相互学习、切磋、交流的良好环境。实践证明，这样做的效果很好，取得了一大批有国际影响的科研成果，培养出了许多优秀科研人才和学术带头人。

曾庆存有勇有谋，善于分析形势，密切注视国际研究动向和趋势，实事求是，把国家的需要同科学的发展规律结合起来，谋定而后行；严于律己，善于听取不同意见，教育干部，团结同志，坚韧不拔，以达到目标。这些特点在他1985年提出的办所方针报告和1991年中国科学院思想政治工作报告会上的报告“调动一切积极因素，团结奋斗”中鲜明地体现出来。他在报告中提出的领导和思想工作的五点心得即“认清形势、明确目标”，“身先士卒、坚持不懈”，“礼贤下士、虚心纳谏”，“排忧解难、心心相印”，“政通人和、愚公移山”，在干部、职工和青年中有深刻影响。

曾庆存是我国改革开放后第一批硕士、博士生和博士后的导师。20多年来他培养了大批优秀研究生和青年学者。如今，这些人中的大部分已经成为国家大气科学研究和业务领域的顶尖人才。曾庆存之所以能够培养出如此众多的高精人才，根本原因有三。

一是他崇高的人格魅力。他从不计较个人名利，把追求真理和报效祖国作为自己的奋斗目标和一贯的做人最高准则。对中华民族有着极为深厚的情感，他的一贯原则是祖国的利益高于一切。他亲自为青年同志讲著名爱国诗人屈原传和《橘颂》，讲诸葛亮传和《诫子书》，勉励大家爱国，志存高远，学以广才，志以成学，为国家、人民和科学事业而努力奋斗。他为人谦虚，礼贤下士，他崇尚科学，对科学有着忘我的热情。这使得曾庆存具有极强的感召力。

二是他高深的学问、广博的知识和科研上敏锐的洞察力。他对科技发展规律有着深刻的理解和准确把握。他眼界开阔，视野宽广，对相关科学领域，如数学、流体力学，甚至文学、历史和哲学等有着广博的知识和深刻的理解力。他是一个真正的科学家，真正做到了唯实求真，具有公正、公平的科学良知。他胸襟博大，海纳百川。曾庆存指导博士生论文都能高瞻远瞩，提出有前沿眼光和创新的学术选题。他指导学生先后开展的全球大气和大洋环流模式研制、气候数值模拟、气候预测、陆面过程模式设计等都取得了优秀的研究成果。这是他的许多学生日后都能成为某领域杰出的学术带头人的重要原因。

三是严谨的治学态度。曾庆存是位大科学家，一直教育学生要甘坐冷板凳，要有“十年磨一剑”的志气。他指导下的研究生工作和学术论文都是真正的“精品”。他自己和学生的论文都是多次斟酌、多次修改而成的。他的学生和同事们都有过这种经历，他修改后的论文草稿都是密密麻麻，又有加页的，需认真思考才能读懂。他向来反对学生浅行则止的作风，而是要把学问做深做透。一个研究生曾风趣地说：“曾老师做过的研究工作要发展和延拓是太困难了，因为他自己早已经考虑到了。”这是曾庆存严谨治学的一个真实写照。他的治学态度真是一个典范。

曾庆存还特别注意不拘一格选择、培养和使用人才。他常说“用人要用其长，用人要不拘一格”。教学上他也是因材施教的楷模，作为科研和组织领导者他用人同样是因人而用，用人之长，使每个人都能最大限度地为事业发挥才干，推动事业向前发展。

 

三、曾庆存主要论著

Zeng Q C．1961．The application of primitive thermo‐hydrodynamic equations to short range weather prediction in a two‐level model ．Doklady Akademii Nauk USSR，Ser Geofiz，（１）．

Zeng Q C ．1963．The influence of initial perturbations on the adaptation processes of the atmosphere and problems on the application of wind observations．Acta Meteorol Sin，33（１）．

曾庆存．1963．大气中的适应过程和发展过程，（一）物理分析和线性理论．气象学报，33（２）：163‐174；（二）非线性问题．气象学报，33（３）：281‐289．

曾庆存．1974．大气红外遥测原理．北京：科学出版社．

曾庆存．1979．数值天气预报的数学物理基础（第一卷）．北京：科学出版社．

Zeng Q C．1979．Theoretical problems of infrared remote sensing of the atmosphere．Sci Sin，XXII，（５）：555‐564．

Zeng Q C．1983．The evolution of a Rossby wave packet in three‐dimensional baroclinic atmosphere．J A S，40（１）： 73‐84．

Zeng Q C．1986．Nongeostrophic instability．Sci Sin（Ser B）， XXIX（５）：535‐542．

Zeng Q C，Liang X Z，Yuan C G，et al．1989．Documention of IAP two‐level atmospheric general circulation model．TRO44，DOE／ER／60341‐H１．

Zeng Q C，Yuan C G，Wan W Q，et al．1990．Experiments in numerical extraseasonal prediction of climate anomalies Chinese J A S，14（１）：10‐25．

Zeng Q C，et al．1991．A design of an oceanic GCM without the rigid lid approximation and its application to the numerical simulation of the circulation of the Pacific Ocean．J Mar Syst，1：271‐292．

Zeng Q C，Zhang B L．1992．On the seasons of atmospheric general circulation and their abrupt changes I：general concept and method．Chinese J A S ，16：329‐336．

Zeng Q C．1995．Silt sedimentation and relevant engineering problem——an example of Natural Cybernetics（Invitedlecture）．ICIAM‐95 Proceedings of the Invited Lectures，Akademic Veclag，Berlin．

Zeng Q C．1996．Natural cybernetics．Chin Sci Bull，（１）： 16‐21．

Dai Y J，Zeng Q C．1997：A land surface model（IAP９４）for climate studies part I．Formulation and Validation in Off‐line Experiments，14（４）：433‐455．

曾庆存，张邦林．1998．大气环流的季节变化和季风．大气科学， 22（６）：805‐813．

曾庆存，林朝晖，周广庆．2003．跨季度动力气候预测系统IAP DCP‐II．大气科学，27（３）：289‐303．

曾庆存，张东凌，张铭等．2005．大气环流的季节突变与季风的建立I．基本理论方法和气候场分析．气候与环境研究，10（３）： 285‐302．

曾庆存，董超华，彭公炳等．2006．千里黄云——东亚沙尘暴研究．北京：科学出版社：１‐228．

曾庆存，周广庆，蒲一芬等．2008．地球系统动力学模式及模拟研究．大气科学，32（４）：653‐690．

 

该文载于钱伟长总主编《20世纪中国知 名科学家学术成就概览•；地学卷•；海洋大气分册》科学出版社2011年3月出版。