国家自然科学基金大气科学学...键词解读：D0501天气学_孟智勇.pdf

孟智勇,梁旭东.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：D0501 天气学 J.大气科学,47(1):101110.MENGZhiyong,LIANGXudong.2023.ResearchDirectionsandKeywordsundertheSecondaryApplicationCodesoftheAtmosphericSciencesDisciplineoftheNationalNaturalScienceFoundationofChina:D0501SynopticMeteorologyJ.ChineseJournalofAtmosphericSciences(inChinese),47(1):101110.doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2301.22301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：D0501 天气学孟智勇1梁旭东21北京大学物理学院大气与海洋科学系,北京 1008712中国气象科学研究院,北京 100081摘要2019 年国家自然科学基金委员会大气科学科学调整了申请代码。2020 版大气科学学科申请代码包括 15个二级申请代码，分属“分支学科”“支撑技术”和“发展领域”三个板块。其中，D0501 天气学二级申请代码由原代码 D0505 天气学与天气预报调整而来，天气预报的内容调整到了“支撑技术”板块二级申请代码 D0511大气数值模式发展。本文对天气学二级申请代码下设的 6 个研究方向的设计思路和关键词设置进行了解读，对一些易被混淆或误用的关键词做了解释，同时分析了 20202022 年申请书中关键词使用情况，并针对性地提出了关键词使用注意事项与建议。希望本文的解读有助于基金申请人准确选择研究方向和关键词，使申请书能被更精确地匹配评审专家。关键词国家自然科学基金天气学研究方向关键词文献计量学文章编号1006-9895(2023)01-0101-10中图分类号P44文献标识码Adoi:10.3878/j.issn.1006-9895.2301.22301Research Directions and Keywords under the Secondary ApplicationCodes of the Atmospheric Sciences Discipline of theNational Natural Science Foundation of China:D0501 Synoptic MeteorologyMENGZhiyong1andLIANGXudong21Department of Atmospheric and Oceanic Sciences,School of Physics,Peking University,Beijing 1008712Chinese Academy of Meteorological Sciences,Beijing 100081AbstractIn2019,theNationalNaturalScienceFoundationofChina(NSFC)restructuredtheatmosphericsciencesapplicationcode.Atotalof15sub-applicationcodesweredetermined.TheapplicationcodeforsynopticmeteorologywaschangedfromtheoriginalD0505toD0501,withthenumericalmodeldevelopmentstudiesrelocatedtothesub-codeofD0511.ThispaperinterpretsthesettingofsixresearchdirectionsandtheirrespectivekeywordsofD0501.Somemisusesofkeywordsareclarified.Meanwhile,thekeywordusagestatusfor20202022issummarized.Suggestionsandissuesthat should be considered when using keywords are proposed.This paper aims to help applicants choose research收稿日期2022-11-12；网络预出版日期2023-01-09作者简介孟智勇，女，1969 年出生，教授，主要从事中小尺度气象学研究。E-mail:第47卷第1期大气科学Vol.47No.12023年1月ChineseJournalofAtmosphericSciencesJan.2023directionsandkeywordsaccuratelyforabettermatchbetweentheproposalsandreviewers.KeywordsNational Natural Science Foundation of China,Synoptic meteorology,Research directions,Keywords,Bibliometrics 1 引言国家自然科学基金申请代码是国家自然科学基金委员会（简称“自然科学基金委”）为便于项目受理和评审，以学科体系为框架，针对科学研究设置的多层次、综合性的编码体系（刘哲等,2020）。申请代码的布局不仅面向项目申请和评审，还关系到学科布局和知识体系建设。为了助力构建源于知识体系逻辑结构、促进知识与应用融通的学科布局，2019 年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”）调整了二级申请代码（简称“申请代码”），按照“分支学科”“支撑技术”和“发展领域”三个板块把原有的15 个申请代码做了整合与优化，基本上解决了原有代码的逻辑结构不自洽、分支学科不完整、与地球科学顶层设计脱节等弊端。D0501 天气学属于分支学科板块，由原代码D0505 的天气学与天气预报调整而来，而原代码中天气预报部分则调整带支撑技术板块二级申请代码 D0511 大气数值模式发展。2019 年，通过广泛征求天气学领域专家的意见，开展专家研讨和论证，形成了天气学的 6 个研究方向和相对应的关键词，并于 2020 年开始实施。2020 版又根据 2020 年关键词的使用情况和专家建议做了微调。2022 年，大气学科组织申请代码和关键词工作组专家针对2020 版大气学科下设的 15 个二级申请代码及相关研究方向、关键词进行解读，以帮助申请人准确选择吻合申请书内容和研究领域的申请代码、研究方向和关键词，这将有利于智能辅助指派系统精确匹配评审专家以及后期学科发展状况的辅助分析和决策。2 总体框架天气学申请代码 D0501 下的研究方向是根据天气学研究的特点确定的。大气科学是研究地球和行星大气中发生的各种现象及其变化规律进而利用这些规律为社会服务的学科。天气学尤其如此，天气学主要研究大气中各种天气现象的演变规律、生消条件、能量来源、相互作用等的物理机制，以及天气分析预报原理和方法。其研究对象包括多种时空尺度的天气系统及其造成的天气现象，以及这些研究对象的结构、演变及其背后的物理过程和预报方法（孟智勇等,2019）。天气学的研究对象包含天气现象和天气系统。天气现象（或者天气）指某地区距离地表较近的大气层在短时间内的具体状态。大气中气象要素的空间分布可表现为各种瞬息万变的天气现象。这些天气现象的分布和变化是由不同时空尺度的天气系统引起的。引起各种天气变化和分布的高压、低压、高压脊、低压槽等具有典型特征的大气运动系统称为天气系统。各种不同时空尺度的天气系统相互交织、相互作用、外加地形影响表现为极为复杂的演变特征。天气学研究的终极目标是提高预报准确度，具有鲜明的服务社会特点。天气预报已由原来的外推法（假定未来天气系统的移动和变化与起始时刻的情况相同，也称为持续性法）发展到目前主要基于各种观测和理论发展的数值天气预报时代。要提高某一种天气现象的预报准确度，需要对该天气过程的活动规律、三维热力、动力和云微物理结构、发生发展消亡的时空演变特征及其背后的各种物理过程、预报应用技术几个层面开展深入研究。天气学研究对象种类繁多，每个研究对象都有独特的发生、发展规律，涉及到的物理过程复杂多样，因而从内容上划分为不同的研究方向是比较困难的。为了便于对研究进行分类，将天气学申请代码划分为 6 个研究方向，包括大尺度天气系统、中小尺度天气系统、灾害性天气、结构和演变机理、关键物理过程、预报理论与可预报性（表 1，英文关键词列表见表 A1）。前 3 个研究方向是按照研究对象做的分类，把天气系统按尺度分为大尺度和中小尺度。灾害性天气方向包含不同尺度天气系统造成的致灾性天气现象。所有这三类研究对象的结构和演变以及关键物理过程又划分为两个研究方向。最后一个研究方向侧重预报技术应用。目前 6 个研究方向的划分是与我国天气学研究的现状紧密相连的。天气学的研究从 20 世纪 30 年代之前对各种天气现象的定性描述为主，发展到目大气科学47卷102ChineseJournalofAtmosphericSciencesVol.47前的与动力气象学、高性能计算和日新月异的观测技术紧密结合的定量化研究。几个研究方向里列的一些关键词虽然属于传统研究内容，但是观测手段和计算机技术的进步为这些古老的话题提供了前所未有深入研究的可能。尤其是大部分的中小尺度天气系统和灾害性天气，其细致的三维热力、动力和云微物理结构和关键物理过程认知还非常有限，导致数值模式的预报能力明显不足。各种新型观测数据的定量应用近几年也才刚刚开始受到关注。6 个研究方向里共有 150 个关键词可供选择，力求全面、典型、前沿。考虑包容性，每个方向的关键词并不是完全互斥的，设置了一些包含关系的关键词，比如锋面之于梅雨锋、极地天气系统之于极涡、低涡之于冷涡、对流之于中尺度对流系统、降水之于短时强降水、低能见度之于大雾、强对流之于雷暴、强度变化之于强度突变、热力过程之于非绝热加热、地形强迫之于高原影响、数值模拟之于大涡模拟等等。这主要是基于完整性的考虑，有的申请人可能关注的是一般意义上的某一类天气系统或灾害性天气里的物理过程，而不是特别局限于某一种天气系统或灾害性天气；有的申请人则是研究内容比较具体，聚焦于某一特定的种类。这种具有包含关系的设置使得申请人便于选择相应的关键词，又能够凸显一些关注度比较大或者前沿性的研究内容。按照目前 6 个方向的分类，申请人可以在前三个研究方向里选择研究对象，在后三个研究方向里选择要探讨的机制过程或预报技术应用。这样可以更好地指导科研人员更为便捷、准确地选择合适的关键词，也可以比较好地满足逻辑性和包容性，避免关键词在不同研究方向的重复，也比较方便未来关键词的增减。3 基于基金申请情况的关键词统计分析基于 20202022 年天气学申请代码下关键词使用情况看，少数申请人选择自填关键词，不利于申请书的精准指派。关键词推荐列表的使用率在逐年提高，2022 年79%的关键词被申请人使用。20202022 年每年的前 20 个关键词分布（图 1）也说明了这一点。2020 年有 3 个关键词不在推荐列表，2021 年和 2022 年的高频关键词大多在推荐列表里，每年有 23 个比较接近于推荐列表的关键词。推荐列表的关键词基本能够抓住学科领域多数申请人的关注点。天气学领域的关注重点在中小尺度天气系统、其造成的灾害性天气及其物理过程。每年以及三年总的申请书前20 个关键词分布（图1）表明，关注最多的天气系统和灾害性天气为热带气旋、中尺度对流系统、暴雨、极端降水、短时强降水、暖区暴雨、冷池和低空急流。关注比较多的结构和演变机理为动力结构、强度变化、热力结构、对流触发、日变化、形成机理、快速增强和水汽输送。关注比较多的关键物理过程为多尺度相互作用、云微物理过程