编者按

    中华民族尊师重教、尊师重道的传统源远流长。每一个时代都赋予了教师特殊的使命，新时代更是对教育工作者提出了新的要求与期冀。习近平总书记多次殷殷嘱托，要做好老师、做“大先生”、大力弘扬教育家精神。他指出：“一个人遇到好老师是人生的幸运，一个学校拥有好老师是学校的光荣，一个民族源源不断涌现出一批又一批好老师则是民族的希望。”“教师要成为大先生，做学生为学、为事、为人的示范，促进学生成长为全面发展的人。”

    2024年9月10日，我们迎来第四十个教师节。为大力弘扬教育家精神，中国科学院大学党委宣传部推出《大先生的科学课》系列微视频，聚焦国科大教师队伍中的“两院”院士，全国优秀教材、全国教材建设先进个人、教育部课程思政示范课程教学名师、国科大“李佩教学名师奖”获得者、学科带头人等，让更多的人了解国科大躬耕教坛、潜心育人的科学家“大先生”风采。

    《大先生的科学课》系列微视频于2024年9月10日起在国科大官方融媒体平台播出，第一季共5集，每集7分钟左右。跟随《大先生的科学课》第一季，我们将走近五位著名科学家：丁一汇院士、李献华院士、吕达仁院士、汪筱林教授、翟明国院士。

    首期对话丁一汇院士。

    丁一汇，1938年7月18日出生于安徽省，原籍山东省曹县，中国著名的天气与气候学家、中国工程院院士，现任中国气象局国家气候中心研究员、中国科学院大学（以下简称“国科大”）博士生导师，并担任中国气象局气候变化特别顾问。他的一生致力于气象科学的研究与教育，为我国气候模式的发展作出了卓越贡献。

    选择气象不后悔

    1957年，丁一汇考入北京大学地球物理系，开启了他在气象研究领域的辉煌生涯。“我中学时就对地球与太阳、其他行星之间的相互作用很感兴趣，所以考学时第一志愿就报考了北大地球物理系。”他回忆道。

    1957年，苏联成功发射世界第一颗人造地球卫星，揭开人类向太空进军的序幕。这一历史时刻激发了全球对空间探索的热情，也使得丁一汇对地球物理学产生了浓厚的兴趣。然而，由于竞争激烈，他未能进入地球物理学专业，但因为气象学与地球物理学密切相关，他抱着好奇的心态选择了气象学专业。
 

    在北大读书期间，丁一汇表现出对气象学的浓厚兴趣和出色的学术能力。他不仅认真学习课堂知识，还积极参加各种课外活动，拓展自己的视野。
 

    丁一汇深知，气象学是一门涉及广泛、需要跨学科知识的科学，因此他不仅局限于气象学的学习，还广泛涉猎物理学、数学、计算机科学等相关领域的知识，为日后的研究工作打下坚实的基础。
 

    毕业后，丁一汇深感学识不足，于是考入中国科学院研究生院（国科大前身）攻读硕士，师从陶诗言教授，专攻天气预报和气候变化。研究生期间，他系统地学习了大气科学的基础理论和前沿知识，深入研究了天气预报和气候变化的机理。丁一汇明白，要想在这一领域有所突破，必须具备扎实的理论基础和广泛的知识储备，因此他刻苦学习，潜心钻研，逐渐在气象学领域崭露头角。

    以科研为导向的教学

    1978年，丁一汇在中国科学院研究生院开始讲课。

    起初条件简陋，教学工具仅有粉笔和黑板。改革开放后，研究生院搬迁至雁栖湖，新环境促进了教学规模和条件的改善。教学大纲也随之更新，不再拘泥于过去的模式，而是将最新知识与基础理论相结合。

    丁一汇总结现代教学的优势：“第一，老师们都形成了自己的讲义，这很重要；第二，讲课老师都有特色，每一门课的老师都在这个领域有长时间的研究，把教学和科研紧密结合；第三，我们的考试习题很严格，现在的研究生课程有启发、有提问、有讨论，能启发研究生的思维和科学想象力。”如今，我国的教学风格独具特色，这离不开无数教育者的贡献。

丁一汇在国科大讲课

    丁一汇不仅是一位杰出的科学家，还是一位优秀的教育家。他始终认为，培养下一代科学人才是自己的重要职责。在教学中，他注重启发学生的科学思维，鼓励他们勇于探索、勇于创新。“现在的课程需要启发学生的科学思维。”这是老一辈学者对年轻人的殷切期望和谆谆教导。

    丁一汇认为，教学不仅是传授知识，更是培养学生的独立思考能力和科学素养。在他的课堂上，学生们不仅学到了扎实的专业知识，更受到了科学精神的熏陶。他鼓励学生们提出问题、探索问题，并通过实际操作和实验来验证自己的想法。

    在他的影响下，许多学生走上科学研究的道路，成为我国气象学领域的中坚力量。

丁一汇在国科大讲课

    紧抓机遇，奠定基础

    改革开放后，我国开始向美国派遣留学生，丁一汇成为首批赴美留学的学生之一，前往科罗拉多州立大学和夏威夷大学深造。“我觉得自己还是很幸运，遇到这些前辈能够扶持我、培养我。”他说道。在美国的学习经历使他接触到当时气象学领域的最新研究成果和前沿技术，开阔了视野，丰富了知识体系。

    在科罗拉多州立大学，丁一汇深入学习了气候模式和数值预报的相关理论，掌握了先进的研究方法和技术手段。这段经历不仅提升了他的学术水平，也为他回国后开展气候模式的研究奠定坚实基础。在夏威夷大学，他参与一系列关于气候变化和天气预报的研究项目，积累了丰富的实践经验。

丁一汇在国科大讲课

    投身祖国气候模式发展

    在全球气候变化成为21世纪重大议题的背景下，气候预测的准确性和可靠性显得尤为重要。

    丁一汇强调，建立气候模式首先需要对气候变化及其原理有深入理解，这要求扎实的物理基础和对气候变化机制的研究。他在北大地球物理系学习期间，对气候变化的机理表现出浓厚兴趣，并在研究生阶段广泛涉猎相关文献，为日后建立气候模式奠定了坚实理论基础。

    天气预报与气候模式在研究尺度和深度上有显著差异。天气预报关注短期变化，而气候模式涉及更长时间尺度，需要考虑大气、海洋、冰盖等多圈层的相互作用。

    在我国，气候模式的发展经历了从无到有的过程。1990年，我国开始建立第一代数值预报模式，国家给予大力支持，启动了一个大项目。丁一汇与团队在2000年到2010年间，完成了我国第一代气候模式的研发，此后不断改进，已发展到第四代。

    气候模式的关键挑战在于初值的不确定性。初值是预测模型的初始条件，微小误差可能在预报过程中放大，导致预测结果偏差。

    为了提高预报准确性，采用多模式、多初值的预报方法。这种方法使用多个不同的模式进行预报，每个模式考虑的物理过程、网格大小、分辨率等不同，预报结果差异。通过对多个模式结果的分析和整合，可以得到更可靠的预报。针对初值误差，进行多次预报，每次略微改变初值，形成集合预报，涵盖所有可能的初值变化，提高预报可信度。

    随着计算机技术和人工智能的飞速发展，气候预测迎来新机遇。丁一汇认为，人工智能在气候预测中的主要作用在于优化初值和减少误差。传统气候模式依赖复杂的物理方程和大量计算，而人工智能通过对大量数据的学习和分析，优化初值设定，减少误差积累，提高预测准确性。

    人工智能使得多模式、多初值的预报方法更加高效。通过机器学习算法，快速分析大量预报结果，找到最佳预报方案。同时，人工智能帮助识别和修正模式中的系统性偏差，进一步提高预报可靠性。

    展望未来，丁一汇认为随着科学技术的不断进步，气候模式和人工智能将更加紧密结合，形成更为先进的预测系统。未来气候预测不仅是对天气和气候的预报，还将涉及生态、水文、高层大气等多方面内容，形成一个多圈层、多层次、复杂的全球气候模式。

丁一汇交流气象领域研究

    在科研道路上不懈探索

    丁一汇不仅在教学上精益求精，在科研上也始终保持着高度的专注和热情。他认为，科学研究需要不断探索、不断创新，只有这样才能取得突破性的成果。在几十年的科研生涯中，他始终坚持这一信念，带领团队在气象学领域取得了一系列重要成果。

    他强调，科学研究需要团队合作，个人力量有限，只有集思广益、团结协作，才能攻克科研难关。他带领的团队在气候模式研究中，充分发挥了每个成员的专长，形成了强大的科研合力。在他的领导下，团队成员们互相学习、互相支持，共同为天气预报、气候预测、农业生产、防灾减灾等领域的发展贡献力量。

    丁一汇对我国气象事业的未来充满信心。

    随着科学技术的不断进步，气象学研究将迎来更多的机遇和挑战。如今，气象学研究需要更多的青年人才加入。他鼓励道：“年轻人勇敢追梦，积极投身于气象学研究，为我国气象事业的发展贡献智慧和力量。”他相信，“只要坚持不懈地努力，我国的气象学研究一定能够取得更加辉煌的成就。”
 

丁一汇交流气象领域研究

    丁一汇在气象学领域的不懈探索和卓越贡献，为我国气象事业的发展奠定了坚实基础。他不仅是一位杰出的科学家，还是一位优秀的教育家，通过自己的努力，培养了大批气象学人才。

    他的精神和成就，推动着我国气象事业不断前进。他的不懈努力和卓越贡献，将激励着未来的科研工作者继续前行，为我国气象事业的发展谱写新的辉煌篇章。

尊师重教，感念师恩

立德树人，砥砺前行

国科大教师将认真学习弘扬

心有大我、至诚报国的理想信念

言为士则、行为世范的道德情操

启智润心、因材施教的育人智慧

勤学笃行、求是创新的躬耕态度

乐教爱生、甘于奉献的仁爱之心

胸怀天下、以文化人的弘道追求

的教育家精神

牢记为党育人、为国育才的初心使命

勇当高水平科技自立自强的排头兵

为培养能够担当民族复兴大任的“强国一代”

贡献力量！

观微之光，可明远方

出品/国科大融媒体编辑部

文字/周宇欣 廖文晗

图片/张京科

制图/国晓薇

视频/国科大融媒体编辑部

美编/谢源龙 国晓薇

责编/齐晓研 边郑珊