国家自然科学基金大气科学学...D0511大气数值模式发展_李建.pdf

李建,包庆,雷荔傈,等.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：D0511 大气数值模式发展 J.大气科学,47(1):194202.LIJian,BAOQing,LEILili,etal.2023.ResearchDirectionsandKeywordsundertheSecondaryApplicationCodesoftheAtmosphericSciencesDisciplineoftheNationalNaturalScienceFoundationofChina:D0511AtmosphericNumericalModelDevelopmentJ.ChineseJournalofAtmosphericSciences(inChinese),47(1):194202.doi:10.3878/j.issn.1006-9895.2211.22311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：D0511 大气数值模式发展李建1,2包庆3雷荔傈4张祎1,51中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京1000812中国气象局青藏高原气象研究院,成都6100003中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室,北京1000294南京大学大气科学学院,南京2100635航天宏图信息技术股份有限公司 2035 未来实验室,北京100195摘要为响应国家自然科学基金委员会“优化学科布局”改革，大气科学学科于 2020 年完成了申请代码调整，明确了“分支学科”“支撑技术”“发展领域”三大板块的新布局。调整后大气数值模式发展被设置为“支撑技术”板块中的独立代码（D0511）。大气数值模式本质是基于物理或化学过程，应用数值算法求解偏微分方程组的数值解。大气数值模式发展应以攻克关键核心技术为导向，提升我国在该领域综合国际竞争力。为了服务大气数值模式发展领域的基金项目申请和评审，推动学科进一步发展，本文对国家自然科学基金大气科学学科二级申请代码 D0511 大气数值模式发展下设的研究方向和关键词进行了解读。系统介绍了 D0511 的设置背景、下设研究方向及关键词的总体框架。在对关键词进行解读的同时，基于文献计量方法和 WebofScience 数据库对该代码下不同方向的词频和研究热点进行了分析和讨论。结合近两年申请情况分析了关键词的使用情况，并就关键词的选择和优化提出了建议。后续还将在关键词设置基本指导思想不变的前提下，根据实际需求不断完善其具体内容。本文有助于申请人更好地理解及选择 D0511 下设的研究方向与关键词，亦可作为 D0511 研究方向和关键词设置后续更新的参考。关键词国家自然科学基金大气数值模式发展申请代码关键词文章编号1006-9895(2023)01-0194-09中图分类号P409文献标识码Adoi:10.3878/j.issn.1006-9895.2211.22311Research Directions and Keywords under the Secondary ApplicationCodes of the Atmospheric Sciences Discipline of the National NaturalScience Foundation of China:D0511 Atmospheric Numerical ModelDevelopmentLIJian1,2,BAOQing3,LEILili4,andZHANGYi1,51State Key Laboratory of Severe Weather,Chinese Academy of Meteorology Sciences,Beijing 1000812Institute of Tibetan Plateau Meteorology,China Meteorological Administration,Chengdu 6100003State Key Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics,Institute of Atmospheric Physics,收稿日期2022-07-29；网络预出版日期2023-01-06作者简介李建，男，1979 年出生，研究员，主要从事东亚气候及数值模拟研究。E-mail:第47卷第1期大气科学Vol.47No.12023年1月ChineseJournalofAtmosphericSciencesJan.2023Chinese Academy of Sciences,Beijing 1000294School of Atmospheric Sciences,Nanjing University,Nanjing 21006352035 Future Laboratory,PIESAT Information Technology Co Ltd,Beijing 100195AbstractToservetheapplicationandreviewoffundingproposalsinatmosphericnumericalmodeldevelopmentandpromotefurtherdevelopmentofthediscipline,weinterprettheresearchdirectionsandkeywordsofD0511atmosphericnumericalmodeldevelopment,asecond-levelapplicationcodeoftheatmosphericsciencedisciplineoftheNationalNaturalScienceFoundationofChina,areinterpretedherein.Theessenceofatmosphericnumericalmodelistosolvethenumericalsolutionofpartialdifferentialequationsusingnumericalalgorithmsbasedonphysicalorchemicalprocesses.The development of atmospheric numerical models should be guided by tackling key core technologies to enhanceChinascomprehensiveinternationalcompetitiveness.ThispaperreviewsthesettingbackgroundofD0511,theoverallframeworkoftheresearchdirectionsandthekeywordsofD0511.Aswellasinterpretingthespecificconsiderationsofthekeywords.ThepaperanalyzesanddiscussesthewordfrequencyandresearchhotspotsindifferentdirectionsbasedonbibliometricmethodsandtheWebofSciencedatabase.Theuseofthekeywordsisanalyzedbasedontheirapplicationsintherecenttwoyears.Suggestionsonthechoiceandoptimizationofkeywordsarealsoputforward.Thefuturesettingofkeywordsshouldbeinaccordancewiththeupdatedbasicguidingprinciples.KeywordsNationalNaturalScienceFoundationofChina,Atmosphericnumericalmodeldevelopment,Applicationcodes,Keywords 1 引言学科申请代码调整是国家自然科学基金委员会（简称自然科学基金委）“优化学科布局”改革任务的重要组成部分和切入点（李静海,2018,2020）。申请代码修订工作的指导原则是“提高申请代码的包容性和覆盖面，通过广覆盖的申请代码结构尽量涵盖更多的研究方向。鼓励设置跨科学部申请代码，加强对跨学科、大交叉研究的支持”（国家自然科学基金委员会,2019）。自然科学基金委地球科学部大气科学学科作为改革试点，积极落实新时代科学基金资助导向，通过开展资助战略研究形成了2020 年度申请代码设置方案，明确了“分支学科”“支撑技术”“发展领域”三大板块的新布局。调整后申请代码的体系性和结构性均有了显著改善，且有助于大气科学从传统的“气象学”“大气物理”等较独立的分支向地球系统科学大气分量的新格局转变（刘哲等,2020;国家自然科学基金委员会,2022）。大气数值模式发展是大气科学学科中综合性广、实用性强、对气象行业引领度高的研究方向。得益于多年来基础理论和技术方法的不断累积，数值天气预报持续发展（Benjaminetal.,2019;Randalletal.,2019;Yuetal.,2019），各类预报系统在世界各大业务预报中心实时运行，其影响度不逊色于物理学的任何其它领域（Baueretal.,2015）。大气数值模式已成为当今大气科学的核心科技出口，一方面通过各类数值试验支撑着大气科学各分支学科和发展领域的前沿探索，一方面通过产业化的数值预报预测系统支撑着全球和区域的天气气候业务。2020 年度的基金申请代码将旧版代码中“数值模式与数值模拟”进行了拆分，大气数值模式发展被设置为“支撑技术”板块中的独立代码（D0511），而数值模拟则融入了“分支学科”和“发展领域”板块（刘哲等,2020）。这一调整有效地区分了技术研发和技术应用。大气数值模式发展（D0511）强调具有创新性的、自主知识产权的模式技术研发而非模式（模拟）应用。这直面了我国大气模式发展长期存在的“卡脖子”问题。由于研发新模式或开展模式关键技术研究的挑战性和试错性较强，以往这类申请在函评过程中较难获得专家共识，相较模式应用类申请往往处于劣势。独立的代码设置对于模式研发工作起到保护和扶持的作用。这体现出学科对大气数值模式发展的高度重视。申请代码直接面向基金项目的申请、评审和资助布局等管理工作，每个申请代码下设“研究方向”及其“关键词”，是申请人填写申请书的重要内容，也是智能辅助指派系统匹配专家的重要依据。本文将对大气数值模式发展（D0511）的研究方向和关键词设置进行解读，以便申请人更好地定位到适合的研究方向和关键词，同时提升智能辅助系统的匹配精度。1期李建等：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：D0511 大气数值.No.1LIJianetal.ResearchDirectionsandKeywordsundertheSecondaryApplicationCodesofthe.195 2 研究方向及关键词的总体框架申请代码 D0511 大气数值模式发展主要开展以大气数值模式研发为导向的模式系统关键科学技术和基础理论研究，下设四个研究方向：大气模式动力框架、大气模式过程参数化、大气资料与数据同化、大气模式评估和集成（表 1）。其设置的主要考虑如下。当前，大气数值模式正朝着无缝隙、多尺度、高分辨率等方向发展，并逐步融入到地球系统模拟的大背景下（Alleyetal.,2019;Gettelmanetal.,2022）。新的发展需求对模式的动力框架算法、物理过程参数化和多尺度资料同化等问题提出了新的挑战。从数值模式的结构来看，动力框架和物理过程是两个核心组成部分；资料同化是将观测信