國家自然科學基金大氣科學學科二級申請代碼下設研究方向與關鍵詞解讀：D0505 大氣物理學

汪名懷 苗世光 卞建春 畢磊 陸高鵬

1 南京大學大氣科學學院, 南京210023

2 北京城市氣象研究院, 北京100089

3 中國科學院大氣物理研究所中層大氣和全球環境探測重點實驗室, 北京100029

4 浙江大學地球科學學院, 杭州310058

5 中國科學技術大學地球和空間科學學院, 合肥230026

1 引言

為了更好地順應現代科技發展趨勢，滿足社會發展重大需求及應對全球挑戰，國家自然科學基金委員會（簡稱自然科學基金委）開展了新時代科學基金資助系統性改革，而學科申請代碼調整是基金資助體系改革的重要組成部分（李靜海等, 2020）。自然科學基金委地球科學部積極響應改革要求，提出了以“宜居地球的過去、現在和未來”為頂層設計的地球科學發展戰略規劃，推進以“地球系統科學”引領地球科學研究范式轉變，搭建“三深（深地、深海和深空）一系統（地球系統）”的資助框架。地球科學部地球科學五處（大氣科學學科）積極響應和落實自然科學基金委和地球科學部的改革精神和舉措，主動對接地球科學部“宜居地球”頂層設計，基于明確的“問題導向”，適時審視申請代碼與新時代大氣科學發展的銜接適應問題，通過頂層戰略設計、戰略咨詢研究并廣泛征求意見，形成了2020 年度大氣科學學科（簡稱“大氣學科”）申請代碼設置方案，并在近年實施過程中進一步優化（劉哲等, 2020）。

2020 年版大氣學科申請代碼包含了“分支學科”“支撐技術”和“發展領域”三個板塊，共15 個二級申請代碼?！胺种W科”是大氣科學知識體系的骨架和主體，包含了8 個二級申請代碼?！爸渭夹g”鼓勵先進技術和方法的創新，從而服務大氣科學基礎研究的發展，包括4 個二級代碼。而“發展領域”則與國家和社會發展重要需求緊密聯系，包含了3 個二級代碼。2020 年版大氣學科申請代碼解決了原申請代碼中邏輯結構不自洽、分支學科不完整及與地球科學頂層設計脫節等方面的問題，有力助推大氣科學從傳統的“氣象學”到“地球系統科學”相適應的轉變（劉哲等，2020）。而大氣物理學作為“分支學科”板塊下二級申請代碼，研究大氣的物理現象、過程及其演變規律，為大氣學科下設其他相關二級申請代碼方向提供基礎支撐。本文針對大氣物理學二級申請代碼下設研究方向和關鍵詞進行解讀和分析，并進一步基于文獻計量學方法探討不同方向發展態勢，為項目申請人選擇合適的研究方向和關鍵詞提供參考。

2 代碼內涵和研究方向總體框架

大氣物理學是大氣學科的重要基礎分支方向，以實驗探測方法為基礎，利用物理學原理解釋和理解各種大氣物理現象和過程，并通過數學工具量化描述這些現象和規律，發展大氣物理過程參數化方案，最終實現對大氣物理現象和過程的模擬、預測和預報（呂達仁, 1999; 邱金桓等, 2003; 王體健等,2019）。大氣物理學與大氣科學多個分支方向聯系緊密，大氣物理過程深刻影響著大氣中的化學反應過程，是理解天氣、氣候現象和過程的基礎，而大氣物理學的進步更是為提高氣象預報和氣候預估精度提供了關鍵支撐。大氣物理學在基礎研究上的進展和突破進一步為各種大氣探測和實驗儀器設備的設計、制造提供了支撐和保障，而大氣探測技術的進展則進一步推動大氣物理學的發展。

在自然科學基金委2020 年版大氣學科申請代碼中，D0505 大氣物理學二級申請代碼包括了下列6 大研究方向：（1）邊界層大氣物理學與大氣湍流；（2）云降水物理學；（3）氣溶膠物理及氣溶膠—云相互作用；（4）大氣光學與大氣輻射；（5）大氣電學與大氣聲學；（6）中高層大氣物理學。而廣義大氣物理學的大氣探測部分則包含在支撐技術類二級申請代碼D0509（大氣觀測、遙感和探測技術和方法）中。和原代碼（這里指2019 年及之前使用的代碼）相比，新的“大氣物理學”二級申請代碼整合了原代碼中的多個二級申請代碼，包括“對流層大氣物理學”“邊界層大氣物理學和大氣湍流”“中高層與行星大氣物理學”“云霧物理化學與人工影響天氣”（劉哲等, 2020）。其中“邊界層大氣物理學和大氣湍流”成為新的“大氣物理學”一個研究方向，而“中高層與行星大氣物理學”中的“中高層大氣物理學”成為新代碼的另外一個研究方向（行星大氣部分則獨立成為D0508行星大氣二級申請代碼），“云霧物理化學與人工影響天氣”中大氣物理部分則并入“云降水物理學”和“氣溶膠物理及氣溶膠—云相互作用”兩個研究方向（人工影響天氣部分歸于新代碼D0505 應用氣象學）。

這6 大研究方向的分類主要是基于不同大氣物理過程（大氣湍流、云和降水物理、氣溶膠物理、氣溶膠—云相互作用、大氣光學、大氣輻射、大氣電學和聲學），同時也考慮了大氣物理過程在地球大氣層中發生位置的特殊性（邊界層和中高層大氣），涵蓋了大氣物理學主要分支方向，不同方向之間具有較強獨立性，同時也有不同程度的互補性。具體來說，研究方向1——邊界層大氣物理學與大氣湍流主要探究不同天氣條件下各種下墊面之上的大氣邊界層內部物理化學要素特征和熱動力機制，及其與邊界層下界（地表）和上界（自由大氣）之間相互作用的機理，對“D0501 天氣學”“D0502氣候與氣候系統”和“D0507 生態氣象”理論的發展具有重要意義，為“D0511 大氣數值模式發展”提供科學支撐。研究方向2——云降水物理學主要研究云和降水中的關鍵物理過程及其對天氣、氣候與大氣環境的影響等，支撐天氣、氣候和大氣探測中云和降水等基礎性問題和“人工影響天氣”的應用，也為本代碼下設研究方向1、3 和4 中云相關過程提供重要支撐。研究方向3——氣溶膠物理及氣溶膠—云相互作用主要側重氣溶膠物理特性和氣溶膠—云相互作用等過程，其中氣溶膠物理關注重要的氣溶膠物理特性和過程及光學特性參數，與研究方向4 中光學特性互為補充，并與D0507“大氣化學”二級申請代碼的“氣溶膠物理化學和非均相特性”交叉互補，而氣溶膠—云相互作用則是云和降水物理與氣溶膠物理的交叉，同時也為D0515“應用氣象學”二級申請代碼的“人工影響天氣”方向提供科學支撐。研究方向4——大氣光學與大氣輻射主要針對大氣（氣體、顆粒、云/霧）等相關的光學過程和輻射傳輸開展研究，一方面為天氣和氣候等數值模式中輻射場計算提供支撐，另一方面為通過輻射觀測獲取大氣成分和氣象要素等信息奠定基礎（大氣環境遙感和資料同化）。研究方向5——大氣電學與大氣聲學主要研究行星低層大氣中發生的各種電學和聲學現象及其能量傳播所驅動的同中高層大氣之間的耦合過程，以及針對這些研究所發展的實驗手段、探測技術和數據應用方法。研究方向6——中高層大氣物理學主要研究中高層大氣中的物理過程（含直接影響物理過程的化學組分及相關的化學過程等），其中平流層云與研究方向2 和3 密切關聯，平流層化學主要關注與平流層臭氧和平流層氣溶膠有關的化學過程，與D0506大氣化學二級申請代碼中的“反應性氣體與氣相化學”和“氣溶膠物理化學與非均相特性”交叉互補。

D0505 大氣物理學作為“分支學科”板塊的二級申請代碼，雖然與“支撐技術”和“發展領域”板塊的相關二級申請代碼存在相同或相似的關鍵詞，但與這兩個板塊二級申請代碼存在著較為確定的邊界。D0505 主要側重于大氣物理現象和規律的理解，“支撐技術”板塊主要關注大氣物理過程的觀測和模擬手段的發展及觀測數據質量的提升等，而“發展領域”板塊側重于大氣物理學知識在服務國家和社會重要需求上的應用。以云和降水物理為例，D0505 大氣物理學主要是通過理論、觀測和模擬等手段來理解云和降水物理的關鍵現象和過程；D0509“大氣觀測、遙感和探測技術與方法”（支撐技術類）側重于發展先進的云和降水觀測技術，提升云和降水觀測數據集的質量等；D0511“大氣數值模式發展”（支撐技術類）則側重云和降水物理過程的參數化發展；而D0515“應用氣象學”則運用云和降水物理規律來支撐人工影響天氣的業務應用。因此項目申請人應根據項目研究目標和任務來選擇合適的二級申請代碼。

3 關鍵詞解讀與說明

針對上述6 大研究方向，每個方向設置數量為20 個左右的關鍵詞（表1），從研究對象、研究過程、研究方法和科學問題等不同方面遴選關鍵詞。每個研究方向的關鍵詞設置和考慮介紹如下：

表1 D0505 大氣物理學二級申請代碼主要研究方向、關鍵詞Table 1 Research directions and keywords of the D0505 secondary application code of Atmospheric Physics

研究方向1——邊界層大氣物理學與大氣湍流，按照研究對象、研究方法和科學問題分為三類關鍵詞。研究對象包括按與天氣狀況相關的大氣層結穩定性分類的“對流邊界層”和“穩定邊界層”；按下墊面特征分類的“非均勻邊界層”“海洋大氣邊界層”和“城市邊界層”；不同天氣條件下的“高影響天氣邊界層”；描述與邊界層下界相互作用機理的“陸面過程”“地氣相互作用”和“近地層”過程；描述與自由大氣相互作用的大氣邊界層頂部的“夾卷層”；以及反映大氣邊界層內復雜非線性熱動力作用的“湍流”特征及其生消演變的熱動力機制，還包括刻畫大氣邊界層內平均狀況及其變化特征的“邊界層氣候”。研究方法包括“外場觀測試驗”“物理模擬實驗”和“數值模擬”?？茖W問題包括氣象與大氣環境研究中的重要物理參數之一“邊界層高度”的變化特征和機制，與天氣和氣候密切相關的“邊界層云”的產生及其對邊界層內氣象要素的影響機理，數值模式中“邊界層參數化”和“陸面模式”的發展和優化，地氣相互作用關鍵過程“地表能量平衡”中各能量源匯的觀測技術、配比特征和變化機理，以及描述大氣邊界層非線性熱動力特征的組織化“湍流結構”和“湍流通量”，還包括其他所有與邊界層動力機理研究相關的“邊界層動力過程”。

研究方向2——云降水物理學主要研究云和降水中的關鍵物理過程及其對天氣、氣候與大氣環境的影響等，包含了科學問題、研究對象（云核化介質和云的宏觀類別）及研究方法等3 類關鍵詞?？茖W問題類關鍵詞包括了不同相態的云微物理過程（液相、冰相和混合相）、降水過程、動力過程、輻射和氣候效應等。云動力過程包含了“云動力過程”這一概括性詞條，同時單列了“湍流混合夾卷”，是考慮到夾卷過程的復雜性及其對云發展的重要作用。云的輻射與氣候效應包含了“輻射和氣候效應”這一概括性詞條，同時單列了“云反饋”，主要是考慮云反饋問題的復雜性和科學前沿性。研究對象類關鍵詞中包含了“云凝結核”和“冰核”兩類云核化介質，兩者是氣溶膠通過微物理過程影響云和降雨的主要介質。研究對象中云的宏觀類別類關鍵詞包括了“層狀云”“對流云”及“中尺度對流系統”，以區分不同類別的云。云和降水研究方法類關鍵詞中包含了觀測（飛機觀測、遙感觀測和云室實驗）與模擬（大渦模擬、云解析模式和云參數化）兩類共6 個關鍵詞。在模擬手段上，大渦模擬和云解析模式是研究云過程的高精度數值模擬工具，而云參數化則是大氣模式中物理參數化的重要組成部分。

研究方向3——氣溶膠物理與氣溶膠—云相互作用主要研究氣溶膠物理特性和過程，以及氣溶膠與云和降雨的相互作用，包含了氣溶膠的物理特性和過程，以及科學問題兩類關鍵詞。氣溶膠的物理特性和過程類關鍵詞包括了決定氣溶膠粒子大小和組分的信息（粒徑分布、組分和混合態）、垂直分布（垂直廓線）、微物理過程（凝結和碰并）、吸濕性和沉降過程（干沉降和濕沉降）及光學特性參數。氣溶膠光學特性參數部分包含了“光學參數”這一概括性詞條，同時也單列了“光學厚度”和“單次散射反照率”兩個具體光學參數詞條，主要是考慮這二者廣泛用于氣溶膠遙感觀測和輻射效應研究，同時這兩個關鍵詞也與研究方向4 中光學特性的關鍵詞互補?？紤]到大量大氣物理學科學問題和氣溶膠相關，“氣溶膠”列入了這類關鍵詞中。氣溶膠物理特性和過程類關鍵詞列出了氣溶膠主要的物理特性和過程，而很多具體特性和過程，特別是大氣化學相關特性和過程則可以參考D0507 大氣化學二級申請代碼中的多個研究方向相關的關鍵詞?？茖W問題類關鍵詞包含了不同類型的氣溶膠氣候效應，包括“氣溶膠—輻射相互作用”和“氣溶膠—云相互作用”兩大類，同時進一步包含了“氣溶膠—邊界層相互作用”“氣溶膠半直接效應”“云反照率效應”“云生命周期效應”“氣溶膠—深對流相互作用”“氣溶膠—層云相互作用”“氣溶膠—冰云相互作用”和“氣溶膠—云—降雨相互作用”等更具體的氣溶膠氣候效應。

研究方向4——大氣光學和輻射，研究大氣散射、吸收、發射和輻射傳輸過程，同時研究與光學、遙感、天氣和氣候相關的大氣輻射問題。在氣體分子和顆粒的光學特性方面，關鍵詞包括概括性詞條“光學特性”，4 個具體詞條（氣體吸收、消光系數、后向散射和輻射偏振特性），和1 個與光學特性直接相關的詞條“能見度”。從科學計算方法上看，輻射傳輸計算包含單次散射和多次散射過程。單次散射關鍵詞選擇了概括性詞條“光散射”，并突出“非球形粒子”散射。多次散射關鍵詞選擇了概括性詞條“輻射傳輸方程”，單列“3D 輻射傳輸”，后者更加復雜。另外，“透過率”和“高光譜”相關計算也是大氣輻射學的重要研究內容。這些關鍵詞的選擇考慮到了概括性，相對獨立性，也突出了重點和難點研究。在輻射與遙感應用方面，僅選擇“定量反演”，考慮到該方向與“D0509 大氣觀測、遙感和探測技術”的相關性。在輻射與天氣和氣候研究方面，從模式的角度，需要針對大氣組分進行“輻射參數化”，從物理過程上需要研究“云—氣溶膠與輻射相互作用”以及“輻射反饋”過程。從影響大氣輻射場的因素角度，選擇了“海表面輻射特性”和“陸表面輻射特性”。最后，選擇了“輻射效應”“輻射強迫”和“輻射平衡”三個代表性詞條概括輻射對地—氣系統的影響。

研究方向5——大氣電學與大氣聲學，主要研究行星低層大氣介質中的電學和聲學現象，這包括地球雷暴內部的起電、放電過程，閃電的電磁輻射效應，雷電探測技術及數據的氣象學應用，以及由雷電活動驅動的對流層雷暴同中高層大氣之間的中高層放電現象等瞬態發光事件，而大氣聲學從探測方式（波動信號的探測）的角度同雷電信號的電磁探測較為類似。大氣電學與大氣聲學研究方向按照科學問題、研究方法和研究內容遴選了3 類關鍵詞?？茖W問題類關鍵詞包括了相對獨立、自成體系的幾個研究方向（如，雷暴電學、雷電物理學、雷電氣象學），其中“全球大氣電路”是大氣電學的整體理論框架；大氣聲學較為獨立，但在雷聲探測方面與雷電物理學相關性較高。研究方法類關鍵詞包括了研究閃電物理過程的可控實驗方法（人工引發閃電）、針對自然雷電過程的遙感和原位測量方法，以及數字孿生技術在雷暴云內起、放電過程研究中的應用（起電—放電數值模擬）。研究內容類關鍵詞包括了雷電研究的傳統對象（如，雷暴系統、高建筑物雷電），當前深空探測國家戰略中具有重要地位的研究方向（如，行星閃電、中高層大氣放電）以及雷電物理與其他領域的交叉研究方向（如，閃電高能輻射、雷電電磁耦合、閃電氮氧化物和閃電資料同化）。

研究方向6——中高層大氣物理，主要研究平流層、中間層和低熱層中發生的各種大氣物理化學現象和過程，以及外部強迫（包括由對流層或火山噴發向平流層輸送的大氣成分、星際塵埃的注入）對中高層大氣的影響。該研究方向按照研究高度范圍、研究對象和科學問題遴選了3 類關鍵詞。研究高度范圍類關鍵詞包括了中高層大氣中關注度最高的兩個區間（平流層和中間層）和對流層與平流層交換的內邊界（上對流層—下平流層和對流層頂），目前階段我國大氣科學研究重點關注平流層（這是臭氧層存在的高度范圍，也是當前臨近空間飛行器的主要活動區域）。研究對象類的關鍵詞包括了反映全球變化趨勢指標之一的“平流層溫度”以及與之相關聯的輻射活性大氣成分（平流層臭氧、平流層水汽、平流層氣溶膠、平流層云），還包括了與臭氧化學相關聯的氣體成分（如，臭氧損耗物質、極短壽命物質等）?？茖W問題類的關鍵詞包括了全球環境問題“臭氧洞”及其主要產生機理“平流層化學”、為減緩全球變暖而擬開展的“地球工程”以及該想法靈感來源的“火山氣溶膠”、幾個重要的“平流層—對流層交換”過程（包括平流層脫水、深對流傳輸、平流層侵入）。

4 基于文獻計量法的關鍵詞使用統計分析

基于科睿唯安Web of Science 數據庫檢索了大氣物理學下設6 大研究方向關鍵詞在2017～2021年這5 年間收錄文章的使用情況，統計分析了關鍵詞（關鍵詞中英文對照見表A1）出現頻次，以及國內學者在關鍵詞頻次上的占比（圖1），以幫助了解不同研究方向的動態和趨勢。

圖1 （續）Fig.1 (Continued)

圖1 基于Web of Science 數據庫檢索的2017～2021 年D0505 大氣物理學下設研究方向1～6 的關鍵詞出現頻次（左）及其國內學者文獻占比（右）Fig.1 Frequency of keywords (left) and the corresponding portion (right) in China for six research directions in D0505 Atmospheric Physics based on Web of Science from 2017 to 2021

研究方向1——邊界層大氣物理學與大氣湍流的關鍵詞中出現5000 次以上的高頻關鍵詞包括“陸面模式”“陸面過程”“湍流”“近地層”“邊界層氣候”和“邊界層云”等6 個。由于“陸面模式”“陸面過程”“湍流”和“近地層”本身及其在天氣氣候研究中的重要性，觀測資料較豐富，因此相關研究較多。對比國內外研究趨勢，位于前三的高頻詞匯中的“陸面模式”和“陸面過程”的國內研究占比分別達到33%和35%，高于研究方向1 的平均值31%。但作為定義邊界層特征的“湍流”研究，國內只占25%，亟待加強?！皩α鬟吔鐚印狈矫娴膰鴥韧饪偽恼聰刀嘤凇胺€定邊界層”，然而我國學者“穩定邊界層”文章數占比更高，表明我國學者更重視對于“穩定邊界層”的研究。在不同下墊面邊界層研究方面，“城市邊界層”論文最多，然而亟需加強對“非均勻邊界層”和“高影響天氣邊界層”的研究。由于對“夾卷層”開展直接觀測較困難，相關研究工作較少，亟需加強。在研究手段上，“數值模擬”由于其低成本、易于開展的特點，論文數較多；“外場觀測試驗”和“物理模擬試驗”是邊界層研究的重要手段，論文數亦較多。

研究方向2——云降水物理學的高頻關鍵詞包括“降水過程”“遙感觀測”“對流云”和“云參數化”等。在宏觀云類型上，“對流云”頻次最高，而“中尺度對流系統”其次，表明了對流相關過程的研究是云降水物理學的難點和熱點。而“降水過程”的頻次（超過25000 次）則遠高于其他關鍵詞的頻次，表明降水過程是大氣科學關注的核心科學問題。而在觀測手段上，“遙感觀測”頻次遠高于“飛機觀測”和“云室實驗”，表明遙感觀測已經成為研究云降水物理的主導性觀測手段。在模擬手段上，“云參數化”頻次高于“大渦模擬”和“云解析模式”，表明發展云參數化已經成為云和降水物理的主要研究任務。我國學者在冰相過程研究上占比較高（38%），而在混合相云研究上占比較低（15%），在云凝結核上占比（29%）高于冰核（20%）?？紤]混合相過程和冰核對我國云和降水過程的重要影響，未來值得加強研究。在研究手段上，我國學者在云解析模式（15%）、大渦模擬（21%）上占比都相對較低，部分原因可能是受計算資源限制，這些高精度模式模擬需要海量的計算和存儲資源。

在研究方向3——氣溶膠物理及氣溶膠—云相互作用上，氣溶膠物理特性和過程類中高頻關鍵詞包括“氣溶膠”“組分”“粒徑分布”和“氣溶膠光學厚度”等。我國學者在大部分這類關鍵詞中占比都比較高（超過35%），表明我國氣溶膠相關研究隊伍已經成為全球氣溶膠研究的一支重要力量。但我國學者在氣溶膠微物理過程方面研究占比相對較低（比如，“碰并”占比23%），而氣溶膠微物理過程是大氣灰霾生成及增長成為云凝結核的重要過程，未來需要進一步加強。在科學問題類關鍵詞中，高頻關鍵詞包括“氣溶膠—云相互作用”“氣溶膠—云—降水相互作用”“氣溶膠—輻射相互作用”和“氣溶膠—邊界層相互作用”等。我國學者在“氣溶膠—邊界層相互作用”和“氣溶膠—云—降水相互作用”占比相對較高，對前者的關注得益于我國近年對大氣灰霾污染治理的重視；而在后者的高占比則部分源于降水問題是我國學者長期關注的重要問題。我國學者在“云反照率效應”上占比（30%）高于“云生命周期效應”上占比（15%），而后者是當前氣溶膠—云相互作用領域的熱點和難點問題，未來值得更多關注。

研究方向4——大氣光學和大氣輻射的高頻關鍵詞包括“光學特性”“輻射傳輸”（代替“輻射傳輸方程”用于檢索）“輻射效應”“輻射強迫”和“輻射偏振特性”等?！肮鈱W特性”和“輻射傳輸”的概括性比較強，研究內容涉及廣，作為高頻詞與該研究方向的主體地位匹配?！拜椛湫焙汀拜椛鋸娖取弊鳛楦哳l詞主要與云和氣溶膠輻射效應這一研究熱點相關。近年來，偏振遙感是大氣遙感中研究的主要趨勢之一，“輻射偏振特性”作為高頻關鍵詞出現也反映出該研究方向的活躍程度?！肮馍⑸洹焙汀昂笙蛏⑸洹鳖l次相對較高，一方面體現出光散射過程的重要性，也體現出主動遙感（激光和微波雷達）在大氣探測領域的重要地位?！?D 輻射傳輸”出現頻率不高，主要原因或許是應用條件不成熟，研究學者相對較少。我國學者在所列關鍵詞文章占比分布在20%到50%之間，多數在30%左右，頻次分布與總體頻次分布基本一致，一方面說明我國學者在研究方向4 中有重要的作用，也說明國內外研究的關注點基本相同。我國學者在“能見度”關鍵詞統計中占比（47%），可能與我國大氣環境治理的高度重視相關。

研究方向5——大氣電學與大氣聲學的高頻關鍵詞包括“雷暴系統”“大氣聲學”“雷電探測”和“雷暴電學”等?！袄妆┰葡到y”頻次最高，表明作為全球大氣電路中發揮充電主導作用的因素，對流層雷暴是大氣電學研究的核心，同時也是同其他研究方向（如深對流、災害性天氣等）交叉的主要著眼點?！按髿饴晫W”頻次較高是因為該關鍵詞較為集中的涵蓋了這一學科的眾多概念，而“聲波探測”頻次較高是因為在很多領域都存在聲波信號探測的問題（如，地球物理和流體力學等）。在研究手段上，我國學者關注“人工引發閃電”和“起電—放電模擬”的比例分別高達57%和48%，說明可控實驗手段和數字孿生技術受到國內學者重視，這符合國內人工引雷實驗平臺的增長情況，說明利用該平臺開展具有應用前景的實驗和防雷測試手段受到廣泛關注。此外，我國學者對“中高層放電”（43%）和“閃電資料同化”（39%）的關注度比例也較高，這些是較為前沿、同其他學科有較多交叉的研究方向，說明中國學者在新興方向的研究已經接近國際先進水平?！叭虼髿怆娐贰薄靶行情W電”和“閃電高能輻射”的國內關注度均較低（依次為3%、7%和17%），在國家深空戰略下這些是亟需加強的研究方向。

對于研究方向6——中高層大氣物理學，研究高度范圍類的3 個關鍵詞出現頻率都比較高，但需要說明的是，“中間層”出現頻率最高，因為“平流層”沒有作為一個單獨的關鍵詞列出，但是其他關鍵詞中幾乎都包含“平流層”。研究對象類關鍵詞中高頻詞條是“平流層溫度”“平流層臭氧”和“平流層云”等，這說明與全球變化和平流層化學都有關聯的熱力特性和平流層最重要的大氣成分仍是永恒的研究課題。由于目前探測能力的制約，“臭氧損耗物質”和“極短壽命物質”方面的研究仍然不足，盡管其在平流層化學中的作用很重要?？茖W問題類中出現頻率最高的關鍵詞包括“臭氧洞”“平流層化學”和“火山氣溶膠”等，這再次說明平流層臭氧問題以及與之關聯的機理問題是人們主要關注的科學問題。需要說明的是，國內在中高層大氣物理學方面的研究相較于國際來說仍有較大的距離，幾乎所有關鍵詞所占比例都小于22%，部分甚至不足10%。這說明國內大氣科學需要加強中高層大氣物理學研究方面的投入和重視。

5 結束語

本文主要對自然科學基金委大氣學科二級申請代碼D0505 大氣物理學下設研究方向和關鍵詞進行了解讀。相比原版代碼，2020 版大氣物理學二級申請代碼融合了原版的多個二級申請代碼，形成了邊界層大氣物理學與大氣湍流、云降水物理學、氣溶膠物理及氣溶膠—云相互作用、大氣光學與大氣輻射、大氣電學與大氣聲學及中高層大氣物理學6 大研究方向，涵蓋了大氣物理學主要分支方向，不同方向既具有較強獨立性同時也有一定程度的互補性。每個研究方向從研究對象、研究過程、科學問題和研究手段等不同方面設置20 個左右的關鍵詞。本文進一步基于文獻計量學的方法對這些關鍵詞近5年（2017～2021 年）在國際期刊論文中的使用情況進行了統計分析，探討了不同研究方向的研究動態和趨勢，包括中外學者所關注研究領域的異同等。

2020 版大氣學科申請代碼實施近3 年時間，自然科學基金委資助數據顯示大氣物理學二級申請代碼的面上項目、青年科學基金項目和地區科學基金項目（合稱“面青地”）申請量、獲資助項目數和資助率基本保持穩定（表2）。大氣物理學的申請量占大氣學科“面青地”項目總申請數的11%左右，其中2022 年的占比和2020 年相比略有下降（從12.4%到10.8%），而資助項目占總資助項目數比例也有所下降（從16.7%到13.9%）?？紤]到大氣物理學在大氣學科中的基礎地位，保持一支穩定和優秀的大氣物理學隊伍對大氣學科的健康發展和氣象現代化建設有重要意義。研究手段的進步和社會經濟的需求長期以來是大氣物理學發展的兩大主要驅動力，未來大氣物理學的發展需要更加積極地擁抱新技術，主動對接國家和社會發展的重大需求，推動大氣物理學的發展再上新臺階。

表2 2020～2022 年D0505 大氣物理二級申請代碼“面青地”項目申請和資助情況Table 2 Number of projects applied for and funded under the D0505 Atmospheric Physics from 2020 to 2022

致謝感謝大氣物理學D0505 申請代碼關鍵詞編寫組的顧問專家（郄秀書、田文壽和銀燕）和成員（陳寶君、程雪玲、葛覲銘、郭建平、杭建、李靖、呂偉濤、李煜斌、孫丙強、施春華、薛惠文、伊炳祺、俞鵬飛和周博聞）對本代碼的研究方向和關鍵詞設置方案順利完成作出的重要貢獻。感謝自然科學基金委和大氣學科關鍵詞編寫組對本文寫作的大力支持，感謝南京大學黃康恩和張瑩對本文完成提供的支持！

附錄A

表A1 D0505 大氣物理二級申請代碼主要關鍵詞中英文對照表Table A1 Keywords in Chinese and English for the D0505 secondary application code of Atmospheric Physics

表A1 （續）

表A1 （續）

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