中国学科发展战略丛书以中国科学院学部开展的"中国科学院学部学科发展战略研究项目"的研究成果为基础，由以院士为主体、众多专家参与的学科发展战略研究组经过深入调查和广泛研讨共同完成，旨在系统分析有关学科的发展态势和规律，提炼关键学科理论和技术问题，提出学科创新发展的新思想和新方法，并为学科的均衡发展提供政策和措施建议。《中国学科发展战略·大气科学》系统梳理了我国大气科学的发展历程，总结了其发展规律和内在逻辑，前瞻了其中长期发展趋势，同时面向我国现代化建设的长远战略需求，提炼出学科前沿的重大科学问题和符合中国发展需求的新问题和重大战略方向。

适读人群 ：本书适合高层次的战略和管理专家，相关领域的高等院校师生、研究机构的研究人员阅读，是科技工作者洞悉学科发展规律、把握前沿领域和重点方向的重要指南，也是科技管理部门重要的决策参考，同时也是公众了解大气科学学科发展现状及趋势的权威读本。
　　国家自然科学基金委员会与中国科学院联合资助的学科发展战略研究系列报告，针对重要前沿领域的交叉学科和新的学科生长点，分析学科特点、研究现状与发展态势，指出关键科学问题、发展目标与重要研究方向，提出有利于学科发展的资助机制与政策建议。研究报告对广大科技工作者和相关领域管理决策者具有重要参考价值，也是社会公众了解我国学科发展态势的重要读本。

总序………………………………………………………………………………ｉ
前言……………………………………………………………………………… ｖ
摘要………………………………………………………………………………ｉｘ
第一章　科学意义与战略价值………………………………………… １
　　　　第一节　大气科学在整个科学体系中所处的地位………………… １
　　　　第二节　大气科学对推动其他学科和相关技术发展所起的作用… ３
一、大气科学与地学其他学科相互渗透影响……………… ３
二、大气科学与自然科学其他学科在相互促进中
共同发展………………………………………………… ４
　　　　第三节　大气科学在国家总体学科发展布局中的地位…………… ５
一、大气科学是国家科技的优先发展领域………………… ５
二、大气科学已形成完整的学科体系……………………… ６
三、大气科学在地球科学发展中的前沿地位……………… ７
　　　　第四节　大气科学是实现国家科技发展战略目标的
重要支撑之一…………………………………………… １０
一、大气科学涉及科技发展战略多个重点领域和
优先主题……………………………………………… １０
二、大气科学成为公共安全科技保障的重要基础……… １１
三、大气科学为提高公共服务能力提供科技支撑……… １２
四、大气科学聚焦面向资源环境的关键问题…………… １２
五、大气科学是面向国家战略需求的重要基础研究…… １３
六、大气科学助推若干前沿技术发展…………………… １３
　　　　第五节　大气科学为经济社会发展和国家安全保驾护航………… １４
一、 大气科学与公共安全………………………………… １４
二、大气科学与环境健康………………………………… １４
三、大气科学与水资源…………………………………… １５
四、大气科学与农业……………………………………… １６
五、大气科学与能源……………………………………… １６
六、大气科学与海洋……………………………………… １７
七、大气科学与交通运输………………………………… １７
八、大气科学与航空和空天技术………………………… １７
九、大气科学与城市发展………………………………… １８
十、大气科学与国家安全………………………………… １８
第二章　发展规律与研究特点………………………………………… ２０
　　　　第一节　学科的定义与内涵……………………………………… ２０
一、研究对象……………………………………………… ２０
二、研究意义……………………………………………… ２０
三、学科分支……………………………………………… ２１
　　　　第二节　大气科学的发展动力…………………………………… ２２
一、大气科学的发展简史………………………………… ２４
二、社会需求是大气科学发展的重要动力……………… ２５
三、全球气候变化问题推进了大气科学的迅速发展…… ２７
四、技术革命是大气科学发展的主要推动力…………… ２９
五、大气科学发展的新方向……………………………… ３１
　　　　第三节　大气科学学科交叉状况………………………………… ３２
一、大气科学学科交叉的意义…………………………… ３２
二、大气科学与其他学科的交叉………………………… ３３
　　　　第四节　大气科学成果转移态势………………………………… ３６
一、大气科学成果在天气、气候预报预测中的应用…… ３７
二、大气科学成果在全球变化中的应用………………… ３７
　　　　第五节　大气科学人才培养特点………………………………… ３７
一、学科特点……………………………………………… ３７
二、人才培养特点………………………………………… ３９
　　　　第六节　学科研究组织形式和资助管理模式…………………… ４１
一、学科研究组织形式…………………………………… ４１
二、 资助管理模式………………………………………… ４１
第三章　发展现状与发展态势………………………………………… ４６
　　　　第一节　国际上大气科学学科的发展状况与趋势……………… ４６
一、天气学和大气动力学………………………………… ４６
二、气候系统动力学和气候变化………………………… ４８
三、大气物理学和大气探测学…………………………… ４９
四、大气环境学和大气化学……………………………… ５０
　　　　第二节　大气科学学科在国际上的地位………………………… ５１
　　　　第三节　我国大气科学学科的发展状况………………………… ５３
一、东亚大气环流和季风研究是我国大气科学的
优势学科……………………………………………… ５３
二、大气探测学是我国大气科学的薄弱学科…………… ５５
三、地球气候系统研究是最重要的交叉学科…………… ５６
　　　　第四节　我国大气科学学科总体经费投入与平台建设情况…… ５７
　　　　第五节　我国大气科学学科人才队伍情况……………………… ５８
　　　　第六节　推动大气科学学科发展的举措………………………… ５９
一、加强高层次人才培养和团队建设…………………… ６０
二、重视大气观测试验基地建设………………………… ６０
三、建设地球系统模拟的高性能超级计算机系统……… ６０
四、大力鼓励交叉研究…………………………………… ６１
第四章　发展思路与发展方向………………………………………… ６３
　　　　第一节　引言……………………………………………………… ６３
　　　　第二节　国内外大气科学发展成就和趋势……………………… ６４
一、国内外大气科学的发展成就………………………… ６５
二、大气科学的发展趋势………………………………… ６９
　　　　第三节　国家科技发展需求和人才队伍建设需求分析………… ７１
一、我国科技发展对大气科学研究的需求分析………… ７１
二、我国科技发展对大气科学人才队伍建设的
需求分析……………………………………………… ７３
　　　　第四节　推动和制约大气科学发展的关键科学问题…………… ７５
一、我国灾害性天气和气候发生机理及其预报预测…… ７５
二、大气环境变化的过程、机理、预报理论及其与
气候相互作用………………………………………… ７７
三、东亚气候对全球气候变化的影响、响应、
机理和应对…………………………………………… ７８
四、地球／气候系统各圈层相互作用过程及数值模型…… ７９
五、大气探测的新原理和前沿技术……………………… ８０
　　　　第五节　我国大气科学发展的总体思路………………………… ８１
一、今后我国大气科学发展应采取的思路……………… ８２
二、根据国家对大气科学研究的重大需求制订重大
研究计划……………………………………………… ８４
　　　　第六节　我国大气科学的发展目标……………………………… ８７
一、尽快使我国从大气科学研究大国发展成为大气
科学研究强国………………………………………… ８７
二、培育和提出２～３个新的分支学科生长点…………… ８８
三、更好地服务于国家经济和社会发展的需求………… ８９
四、成为国际大气科学人才强国………………………… ８９
　　　　第七节　我国大气科学发展的重要研究方向…………………… ９０
一、地球／气候系统各圈层相互作用过程及数值
模型与模拟…………………………………………… ９０
二、全球气候变化背景下我国灾害性天气气候发生
机理及其预报预测…………………………………… ９１
三、未来我国大气环境变化过程、机理及其与
气候相互作用………………………………………… ９２
四、大气探测新原理和前沿技术………………………… ９３
第五章　关于自然科学基金资助机制与政策的建议……………… ９６
　　　　第一节　引言……………………………………………………… ９６
　　　　第二节　近３０年来科研产出和自然科学基金资助情况………… ９７
一、发表的ＳＣＩ论文……………………………………… ９７
二、自然科学基金资助统计……………………………… ９９
三、人才培养及其与美国的对比………………………… １０４
　　　　第三节　对学科发展的资助机制与政策建议…………………… １１１
一、坚持基础研究和自由探索的导向…………………… １１１
二、重视高层次人才培养………………………………… １１１
三、尝试专家推荐机制…………………………………… __________１１３
三、 四、转变科研评价体系…………………………………… １１３
五、支持观测设备研发和资料共享平台………………… １１３
六、建设大气科学计算和模拟平台……………………… １１５
　　　　第四节　小结……………………………………………………… １１７
附录一　从论文发表情况和办刊水平看中国大气科学研究的
国际影响力…………………………………………………… １１９
　　　一、表征我国大气科学研究国际影响力的方法………… １１９
二、近５年中国大气科学研究的国际影响力…………… １２１
三、结论…………………………………………………… １２７
附录二　近五年来我国大气科学研究的经费投入分析………… １２８
　　　一、引言…………………………………………………… １２８
二、数据来源……………………………………………… １２９
三、结果分析……………………………………………… １２９
四、结语…………………………………………………… １３１
四、 　　　　索引………………………………………………………………… １３４

《中国学科发展战略·大气科学》：
　　三、大气科学为提高公共服务能力提供科技支撑
　　当今，人们越来越意识到，气象信息服务涉及社会公众、行业的方方面面，是重要的社会公共服务。按照《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的要求，大气科学要大力开展气象重大公益性科技问题研究，为提高气象公共服务能力提供科技支撑。例如，大气科学研究可以在农业结构区划、种植业结构调整、病虫防御、牧畜承载力评估和气象灾害的监测与防治技术等方面提供科技支撑；气象信息可以在智能交通管理系统、交通事故预防预警技术等方面发挥科技支撑作用。气象信息是一项重要的社会基础信息，气象信息与经济社会众多的其他信息相互关联，可产生新的价值和产业机会。在以大数据、云计算为导向的信息时代，气象信息将在促进国家基础信息服务和相关产业发展的领域提供基础的科技支撑。
　　四、大气科学聚焦面向资源环境的关键问题
　　大气环境是生态环境的基础条件。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》明确提出，全球环境已成为国际社会共同关注的焦点。我国参与全球环境变化合作能力亟待提高。气候变化与全球环境相织交错，纲要指出，要积极参与国际环境合作，加强全球环境公约履约对策与气候变化科学不确定性及其影响研究，开发全球环境变化监测和温室气体减排技术，提升应对环境变化及履约能力。
　　大气要素及其变化同时也是很多自然资源开发利用的基础，按照《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》要求：要加大风能、太阳能可再生能源规模化应用利用原理和新途径研究，深化电网安全稳定和经济运行的理论和技术研究；要发展水资源跨流域调水、雨洪利用等水资源开发技术，重点研究开发大气水转化机制和优化配置技术，提高人工增雨的技术水平，加强长江、黄河等重大江河综合治理及南水北调等跨流域重大水利工程治理开发的关键技术，开展针对我国水土资源区域空间分布匹配的多变量、大区域资源配置优化分析技术，建立预测决策模型。
　　城镇化是我国实现现代化的重要途径。城镇化进程中，环境问题日益突出而受到关注，环境容量正在成为城镇化进程中必须考量的条件或红线。纲要提出要实现城镇发展规划与区域资源环境承载能力的相互协调，要求加强信息技术应用、提高城市综合管理水平。纲要还指出，要优先重点研究开发城市防灾减灾等综合功能提升技术，加强城市“热岛”效应形成机制与人工调控技术的研究。
　　五、大气科学是面向国家战略需求的重要基础研究
　　基础研究的目的是深刻认识自然现象、揭示自然规律，是未来科学和技术发展的内在动力。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》指出，在国家科技基础研究中，科学前沿问题的重要方向之一是地球系统过程与资源、环境和灾害效应，主要研究地球系统各圈层（大气圈、水圈、生物圈、地壳、地幔、地核）的相互作用，地球系统中的物理、化学、生物过程及其资源、环境与灾害效应，地基、海基、空基、天基地球观测与探测系统及地球模拟系统，地球系统科学理论等，并加强太阳活动等外源系统对地球环境和灾害的影响及其预报等。大气科学是地球科学的重要组成部分，气候动力学研究、气候系统复杂的耦合作用研究、气象灾害规律研究将有助于从整体上认识地球系统，了解各组成部分之间的相互影响，更加深刻地理解大气圈在地球系统中的作用。纲要从国家战略需求的角度，要求将全球变化与区域响应作为基础研究的研究方向之一，对当今国际政治和环境外交中全球变化的热点问题开展研究，为我国开展环境外交提供有力的科技支撑。
　　六、大气科学助推若干前沿技术发展
　　前沿技术是高技术领域中具有前瞻性、先导性和探索性的重大技术，是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础，是国家高技术创新能力的综合体现。《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》指出，要推进科学实验与观测方法、技术和设备的创新，强调要在地球科学与空间科学研究中采用新观测手段和新信息获取方法，发展高分辨率对地观测系统。其中，海洋环境立体监测技术要着重发展在空中、岸站、水面、水中对海洋环境要素进行同步监测的技术，并和大气探测互为补充，将海洋和大气作为一个整体，以支撑海气耦合研究。而空天技术的发展，将对人类探测和研究地外行星及其大气状况提供重要支持。大规模超算技术和大数据信息处理技术，是大气科学研究和业务突破的技术基础，同时，大气科学的科研业务实践也将对大规模超算技术提出更高的要求，从而客观上促进其发展。
　　……