张培群
　　中国气象局国家气候中心气候预测室主任。1987年考入兰州大学从大本到博士，一待就是10年，中国气象局是他的第一份工作，在同一科室工作至今。
　　
　　环保是一个大科学概念，而气象学则是一个大环保概念。气象学家会在检测后告诉你：按北冰洋现在的融冰速度将在2012年出现无冰现象；喜马拉雅地区的冰川到2035年总面积可能从现在的50万平方公里缩减到10万平方公里——这一切让我们介绍气象学家的科学工作观显得那么急迫。
　　简单来说，气候是天气现象的一个统计结果。作为中国气象局国家气候中心的一员，张培群的主要工作比下文中介绍的内容要再多一步，那就是需要用统计学原理从气象数据中得到短期社会预测。
　　
　　我和张培群站在中国气象大厦12层的窗口举目远眺，不远处除了一群嬉闹的孩子外，还矗立着几座记录天气数值用的晴雨表、风向仪、雨量传感器。“照片去那儿拍吧，别人一看就知道你是做气象研究这块儿的。”我同他商量。张培群显得很为难，“可那是数据观测人员才会用到的仪器……”
　　他认为上述照片的呈现对他工作内容的描述不够准确，就好像之后摄影师塞给他一把破伞做拍摄道具时，他会把身上穿着的毛背心脱掉一样。在他的概念里，如果周围没有雨，那么打伞这件事便与炎热有关，哪有在大热天里打伞还穿着毛背心的呢？做事情最好能客观准确——这种行事风格与他对科学的认知有关。
　　
　　张氏“现代科学三要素”
　　
　　在张培群看来，现代科学的基本特点之一是要准确，能够提出来理论性的东西，可追溯，可重复，可检验；第二，有规律可循，比如可以运用公式运算，或者只要通过既定的流程和方法，就可以做出一样的东西；第三，是客观定量的，可测量，并且具有稳定性。
　　“气象学是非常古老的学科，‘气’是包裹着地球的大气，‘象’是状态。最开始它和地理归在一个学科里，直到独立成为一门科学之后才分化出了大气科学系，也就是我们主要在做的地球大气研究。在过去，尽管也有理论——比如谚语‘朝霞不出门，晚霞行千里’，虽然这多少带有点统计学原理，但是却不能用数据或公式来准确地论证并预测它。所以现代科学作用于气象最主要的特点，便是可以用明确的数理方程来描述大气运动，把其运动特点或者变化规律提炼成公式或方程的形式。”张培群说。
　　也是基于他这个“现代科学三要素”的筛分逻辑，张培群认为针灸不能算科学，因为它很难做到精准重复，但“麦当劳”就算科学，因为无论配方温度都有明确的指标，所以全世界的味道都差不太多。
　　
　　“纳维斯托克斯方程”
　　
　　“描述天气有几个要素：风、温、压、湿。四要素的统计平均值被称为‘气候’，早年间我们主要用的方法就是统计，因为缺乏物理学的认知，所以预测结果往往与事实大相径庭。现在为什么敢说天气的基本规律已经被掌握，是因为我们能够用数学物理方程来描述这个变化过程。”张培群说。
　　具体说来，大气本身是一种流体，符合物理的气体流体的运动规律，所以便可以借助物理公式来进行研究和预测。他说：“在气象研究中主要运用到的是纳维斯托克斯方程(Navier-StokesEquations)，这是一组描述类似液体和空气这样的流体物质的方程，我们习惯叫它‘原始方程’。”
　　所谓的纳维斯托克斯方程其实就是牛顿第二定律在不可压缩粘性流动中的表达式，其矢量形式为“Y=1-(a/ex+b/e2x)”。“它是描述流体运动种类的一个方程，不同流体有不同的简化和适用形式。比如大气，大气层总的说有几十公里，出现天气变化最多的是近地层，其次是对流层，再上边的平流层变化比较少，电离层则更少。找到原始方程跟天气的适用形式，我们才有做出准确天气预报的基础。”他说。
　　事实上，要解纳维斯托克斯方程在数学上还需要有“初边值条件”——纳维斯托克斯方程属于“偏微分方程”，而求解偏微分方程的结果除了方程外还和几何边界形状有关。对天气来说，大气也有边界，如果针对范围是全球大气，那么就是“下电面(地面或海面的交界)条件”，如果是区域大气，那就需要“侧边界条件”。所以只有具备方程、初边值数据，才能对原始方程进行求解，这就是为什么在了解方程换算方式的同时还要设立那么多气象观测站的原因。
　　
　　如何进行精准天气预报？
　　
　　“为何都是用原始方程求解，但是过去和现在的天气预报精准度差别那么大？现在比过去准太多啊。”我感叹道。张培群解释说，之所以现在的预报水平提高，是因为意识到天气预报误差的来源是什么，即对原始方程和边界条件的认识不够全面，所以现在的研究人员就分成了两拨，一部分专门研究如何让原始方程的运算更准确，另一部分则研究如何把观测变得更细致精准。
　　“全国现在有2000多个观测站做数据覆盖，增加观测分辨率，有了大量的数据，才可以相对精准地描述初边值。然后通过计算机来进行具体的运算(所以计算机的发展一定程度上提升了天气预报的精准度)。但从数学上来说，‘偏微分方程’不能求出解析解，只能得到数值解，这已经是目前最适合初边值条件的一个解，所以如何让数值解尽量接近解析解，就是我们努力的一个方向。我们现在主要就是把偏微分方程变成常微分方程，然后再变成代数方程。而解代数方程的困难在于‘非线形方程’，因为它是互相作用不断变化的，所以我们只能用很多线形方程来接近非线形方程，以此减少误差。”张培群说。
　　当然，即便有了准确的数据观测和好的数学模式也不一定能获得准确的天气预报，这就涉及到二者间数据的“同化”问题。“事实上，现代天气预报比拼的就是这个同化过程，它更像一个工艺问题。”张培群说，“这种工艺的提高不同于工匠手艺的提高模式，它必须是现代生产方式下的提高，我觉得这是一个科学组织的问题——我们需要了解今天的科学本质，它已经不是一个科学家个体可以单枪匹马出成果的时代，而必须是很多很多科学家聚在一起，用大家都能听得懂的语言把每一个‘工艺’的细节、步骤描述出来，要分工、共享，然后不断实践和验证，才能得到推进。”
　　顺着张培群的思路到这里，我已经很难界定，这是属于大科学视野的工作观，还是一种科学的组织方式，抑或是精细管理下的科学生产力？我唯一能确定的，是眼前这个会把不擅与人交往的自己称为“自然科学工作者”、把擅长与人交往的老婆称为“社会科学工作者”、把处理“人与人之间关系”称为“最艰深的科学”的人，是一个地地道道的科研工作者。