国家自然科学基金大气科学学...解读：D0504大气动力学_王林.pdf

王林,王蕾,张洋.2023.国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码下设研究方向与关键词解读：D0504 大气动力学 J.大气科学,47(1):125131.WANG Lin,WANG Lei,ZHANG Yang.2023.Research Directions and Keywords under the Secondary Application Codes of theAtmospheric Sciences Discipline of the National Natural Science Foundation of China:D0504 Atmospheric Dynamics J.Chinese Journal ofAtmosphericSciences(inChinese),47(1):125131.doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2212.22304国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码下设研究方向与关键词解读：D0504 大气动力学王林1王蕾2张洋31中国科学院大气物理研究所,北京1000292复旦大学大气与海洋科学系/大气科学研究院,上海2004383南京大学大气科学学院,南京210023摘要2019 年以来，大气学科作为试点率先开展了国家自然科学基金委员会推动的项目分类评审改革和学科资助布局优化，通过战略研究与研讨形成了以“分支学科”“支撑技术”和“发展领域”三大类、共 15 个二级申请代码为主要架构的学科资助体系，并对各二级申请代码的下设研究方向和关键词进行了系统梳理和分析，经过三年实施和不断优化形成了当前的版本。“D0504 大气动力学”二级申请代码在此次改革中的名称保持不变，但内涵和范畴有一定变化，主要表现为随着学科的进步，传统“动力学”与“物理过程”之间的界限正在变得模糊且发生变化，大气动力学的内涵也相应地扩展到许多以往被认为是“物理过程”的领域；同时，大气动力学的研究范畴也正从单纯的研究大气自身的动力学问题扩展到研究大气与其他圈层相互作用中的动学问题，其研究手段也从以实验研究、理论分析和简化模型模拟为主转向实验研究、事实分析、理论分析和不同复杂程度模型模拟的紧密结合。为了服务基金项目申请和评审，推动学科进一步发展，本文针对调整后的“D0504 大气动力学”二级申请代码，对其含义、范畴、研究方向和关键词的设置逻辑等进行解读说明，并对 20202022 年申请书中的关键词使用情况进行简要分析。关键词国家自然科学基金申请代码研究方向关键词大气动力学文章编号1006-9895(2023)01-0125-07中图分类号P43文献标识码Adoi:10.3878/j.issn.1006-9895.2212.22304Research Directions and Keywords under the Secondary ApplicationCodes of the Atmospheric Sciences Discipline of theNational Natural Science Foundation of China:D0504 Atmospheric DynamicsWANGLin1,WANGLei2,andZHANGYang31Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 1000292Department of Atmospheric and Oceanic Sciences&Institute of Atmospheric Sciences,Fudan University,Shanghai 2004383School of Atmospheric Sciences,Nanjing University,Nanjing 210023AbstractSince2019,theNationalNaturalScienceFoundationofChina(NSFC)hasbeenactivelypromotingscientific收稿日期2022-11-10；网络预出版日期2023-01-09作者简介王林，男，1981 年出生，研究员，主要从事气候动力学研究。E-mail:第47卷第1期大气科学Vol.47No.12023年1月ChineseJournalofAtmosphericSciencesJan.2023fundreforminthenewera.Inlightofthis,NSFCsDepartmentofAtmosphericSciencestooktheleadincarryingoutthereformofprojectreviewclassificationtohelpoptimizethelayoutofdisciplinefundingandformedthenewapplicationcodesystemthroughstrategicresearchanddiscussion.Thenewsystemismadeupof15secondaryapplicationcodesdividedintothreecategories:sub-disciplines,supportingtechnologies,anddevelopmentfields.Asaresult,theresearchdirections and keywords of each secondary application code were also redesigned,implemented,and continuouslyoptimized.Thesecondaryapplicationcode“D0504AtmosphericDynamics”retainsitsnameunchangedinthisreform,but its connotation and scope have been slightly widened.One notable development is that the boundary betweentraditionallyaccepted“dynamics”and“physicalprocesses”isbecomingfuzzyandchanging,whichleadstoawideningoftheconnotationofatmosphericdynamicstomanyfieldspreviouslyconsidered“physicalprocesses”.Meanwhile,thescopeofatmosphericdynamicsisalsoexpandingfromsimplyinvestigatingthedynamicsoftheatmospheretoexaminingthe dynamics of the atmosphere s interactions with other spheres.Its research methods are also changing,fromexperimentalresearch,theoreticalanalysis,andnumericalsimulationswithsimplifiedmodelstoexperimentalresearch,factanalysis,theoreticalanalysis,andnumericalsimulationswithhierarchicalmodels.Inordertoservetheapplicationandreviewofproposalsandpromotethedevelopmentofthediscipline,thispaperinterpretstheessence,scope,andlogicoftheresearchdirectionsandkeywordsofthesecondaryapplicationcode“D0504AtmosphericDynamics”.Italsobrieflyanalyzestheapplicationdataunderthesecondaryapplicationcodetodemonstratehowthekeywordswereusedduring20202022.KeywordsNational Natural Science Foundation of China,Application code,Research direction,Keywords,Atmosphericdynamics 1 引言作为国家自然科学基金改革的一部分，国家自然科学基金委员会（以下简称“自然科学基金委”）地球科学部地球科学五处大气科学学科（简称“大气学科”）于 2019 年率先开展并完成了申请代码调整，形成了逻辑结构自洽、分支学科完整、与自然科学基金委地球科学顶层设计交融的新版代码（刘哲等,2020）。随后，自然科学基金委大气学科成立了研究方向及关键词顾问组和工作组，通过调研和集思广益形成了新版代码的关键词库用于2020 年度的项目申请，并分别于 2020 年底、2021年底和 2022 年底三次对关键词库进行了修订。为了便于广大科研人员更好地理解代码及代码下研究方向和关键词设置的逻辑和含义，从而在项目申请和个人信息维护中选好、用好申请代码和关键词，本文特对“D0504 大气动力学”代码进行解读。2 大气动力学代码的含义和范畴大气动力学是指利用物理学、数学和计算科学中的原理和方法对地球和其他行星大气这一强迫耗散的非线性系统随时空演变的普适规律进行定性和定量描述，并从理论上解释和预测大气演变状态的大气科学学科分支。它在科学层面的目标是根据基本数学物理原理并利用数学语言来阐明约束地球和其他行星大气运动的普适规律，从而形成对大气时空演变的本质认识；在应用层面的目标是基于上述本质认识来引导高精度数值模式的发展，提高对地球和其他行星大气在不同时间和空间尺度上的模拟和预测水平，以及更好地理解和预测未来的天气、气候变化。大气动力学所关注的大气演变的普适规律可以来源于对观测事实的分析、总结和抽象，也可以来源于单纯的理论推演；这些规律一旦形成，反过来又能指导对复杂大气演变现象的理解和认识。从历史进程上看，大气动力学起源于人类对地球上行星尺度大气环流成因的探索，并随着新观测事实的出现以及各相关基础学科的发展而不断演化和完善（Vallis,2016;Held,2019）。从 1718 世纪基于牛顿力学研究行星风系的成因，到 19 世纪吸纳流体力学和热力学第一定律等最新成果建立沿用至今的闭合大气运动方程组，从 20 世纪中叶结合探空发现的高空大气运动特征从而形成以准地转理论、大气波动理论、稳定性理论等为代表的当代大气动力学理论体系（Held,2019），到与新出现的电子计算机相结合从而催生数值天气预报、可预报性、非线性动力学等新兴方向（Benjaminetal.,2018;Held,2019），再到动力学理论和数值模拟对观测大气科学47卷126ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47原则的指导和反馈（穆穆,2013），大气动力学的演化和进步一直与新事实、新理论、新方法的发现和发展紧密结合。在这一过程中，大气动力学的研究对象和研究领域都在持续扩展，研究方法和研究手段也在不断丰富。20 世纪后半叶至今，随着观测资料的丰富、数值模式的进步以及气候系统概念的提出，大气动力学的内涵得到进一步拓展，其研究对象正从单纯的大气本身扩展到大气与大气中各种物理、化学、生物过程以及大气与相邻圈层的相互作用，研究手段也从以实验研究、理论分析和简化模型模拟为主转向实验研究、事实分析、理论分析和不同复杂程度模型模拟的紧密结合（Hoskins,1983;Shepher