继往开来,再铸辉煌——纪念中国科学院大气物理研究所建所九十周年

发布时间:2018-11-07  |  【打印】 【关闭

今年是中国科学院大气物理研究所(简称大气所)建所九十周年,回眸九十年的历程,大气所经历了创建、发展、文革、振兴、改革发展和腾飞阶段。

大气所的前身中央研究院的气象研究所建于1928年,她在1950年成为地球物理所的天气气候研究室,1966年又从地球物理所分出成立了大气所。此后,经历了10文革。改革开放后科研工作逐步走上正轨,并进行了不断的改革发展,2001年到2010年,研究所开始实施中国科学院知识创新工程,随后研究所按中科院创新2020”一三五率先行动规划部署研究所工作。

 

第一章 艰苦创业,发展中国气象事业(1928-1949

大气所的前身是原中央研究院气象研究所,始创于19282月,所址在南京北极阁,是中国最早从事现代自然科学研究的八个研究所之一,也是中国气象事业的雏形。首任所长竺可桢,为创办气象研究所和创建中国的气象事业做出了不可磨灭的贡献。当时气象研究所非常重视人才的培养,有全国气象人才摇篮之称,著名的气象科学家赵九章、凃长望、吕炯.卢沃,叶笃正、顾震潮和陶诗言等,都在气象研究所学习和工作过。赵九章是气象研究所第二任所长。

气象研究所非常重视出版工作,编辑出版了多种刊物和专著。中国气象的初期发展离不开气象观测,为此建立了中国的气象台(站)网、180多个测候所,开展了气象的地面观测、高空观测,其中包括气球探空、风筝探空,还有飞机观测。在此基础上,开展了天气预报业务,1930年元旦起正式发布天气预报、台风警报及对外服务业务打破了帝国主义对我国天气预报垄断的局面。

气象研究所作为我国气象科学的最高学术研究机构,一直重视气象科学的前沿研究,其中包括中国气候区的划分、中国四季气流之运行、季风与雨量、高空风和天气预测、中国气团特性夏季旱涝的长期预报等方面的研究。赵九章是中国第一位将数学、物理和流体力学原理引进气象学中的学者。

全国解放前夕,他顶住国民党当局胁迫,团结全所同仁,坚决拒迁台湾,使气象研究所留在大陆。

 

第二章  合并建新所,开拓新领域1950-1965

新中国成立后,19501月,由气象、地磁和地震等部分科研机构合并组建成地球物理研究所,对外称地球物理和气象研究所(Institute of Geophysics and-Meteorology),成为当时中国科学院13个研究所之一。所属的天气气候研究室由前气象研究所人员组成。赵九章任所长、卫一清任党委书记,分别从美国和瑞典回国投身于我国气象事业的叶笃正和顾震潮担任天气气候研究室的主任和副主任。

在赵九章所长领导下,叶笃正、顾震潮、陶诗言和杨鑑初等老一辈科学家对中国气象事业的发展做出了重大贡献。1950年,叶笃正代表赵九章与气象局共同领导筹建了联合天气预报中心(顾震潮任主任、陶诗言任副主任)和联合天气资料中心(先后有张宝良、杨鑑初任主任,朱岗崑任副主任),建立了我国气象分析预报业务。以后他们又对东亚大气环流、东亚季风气候和寒潮进行了系统研究;不断开拓新的研究领域,开创大气运动的适应理论和数值天气预报研究;开辟了云雾物理试验及云和降水物理研究;发展了中小尺度动力学和边界层大气物理研究和大气臭氧的探测研究、大气遥感研究等大气探测研究。同时探索发展大气科学研究的新途径,1956年,赵九章将大气科学的发展思路归纳为三化:数理化、新技术化和工程化。要求对各项观测用新技术,定性、定量方面要数理化,应用方面要工程化,要将气象研究建立在坚实的数理基础之上。

经过10年的发展,天气气候研究室的研究队伍和技术力量有所壮大,成为当时国内大气科学研究中心。

 

第三章  改革创新,稳步发展1966-1998

 

一、排除干扰,坚持工作

1966年根据我国气象事业发展的需要,中国科学院决定天气气候研究室从地球物理所分出,成立大气物理研究所,下设五个研究室:雷电物理研究室,云物理研究室,中小尺度动力学研究室、大尺度大气动力学研究室和低纬度气象研究室。

1972年大气所恢复了党组织的生活。院党组任命张成梅为党委书记。翌年又任命顾震潮为所长。

“文革”的10年间(指19661976年的文化大革命),广大科技人员出于对发展大气科学的责任感,排除干扰,使研究所在基本建设、探测仪器研制及科研工作的某些领域仍取得一定进展。如1973年开始建设位于河北省香河县城关的大气综合观测试验站,以后该站成为我国第一个平流层高空气球观测基地。1975年建成了国产TQ6计算机房。1976年又开始建设325 米高的气象观测塔,1979年正式投入使用,为城市大气环境研究发挥了重要作用。

大气所在“文革”期间还承担了10多项军事科研任务,如我国核弹发射的气象保障任务,核污染扩散观测,激光雷达、激光测云仪和激光武器的研制及与高空飞行有关的气象问题研究,战时天气预报等。陶诗言和顾震潮圆满完成核试验气象保障任务,分别荣立一等功。此外在探测设备的研制方面填补了我国不少空白。1966年研制出我国第一台红宝石激光雷达,1969年研制成功我国第一台自动卫星云图接收设备,1974年试制成功单点声雷达测温系统,1975年底完成超声风速温度仪的研制任务并做出了样机。与此同时,研究工作也取得了进展,如开展了我国大气污染研究,卫星气象研究,青藏高原气象考察等;数值天气预报研究获重大进展;在大气遥感理论研究中做了许多开拓性的工作。

 

二、推进改革,不断创新

1976年到20018月份,先后有叶笃正、曾庆存、洪钟祥和王明星任所长,杨晓峰、索天桥、赵同庄、任丽新、吴北婴任党委书记和洪延超任党委副书记主持党委工作。

1978年全国科学大会上,大气所有18项科研成果获全国科学大会奖。获奖项目研究内容覆盖大气动力学、云物理学和云动力学、数值天气预报、大气污染,卫星气象,大气遥感、高山科学考察和中国暴雨等方面。叶笃正、陶诗言和曾庆存等还获大会先进个人称号。

1978年起,大气所恢复了招收研究生制度、职称晋升考核制度等,科研工作进入了正轨。

此后,叶笃正所长提出大气所气象学和大气物理学的发展方向,主持制定出大气所科研发展规划(草案),其中包括战略设想、八年规划和三年计划,为大气所今后10年的发展指明了方向。

1984年起,大气所伴随着祖国的脚步进入了蓬蓬勃勃的改革发展时代,经历了科技体制的重大变革。根据改革形势和大气所发展要求以及世界大气科学的发展趋势,曾庆存所长主持制定了大气所办所方针和改革设想,使全所的研究工作面向全国、面向世界、面向未来。

1993年开始,为了适应国家科技体制改革及社会主义市场经济的发展,大气所在洪钟祥所长领导下,制定了大气所结构调整方案和九五以及2010年科技发展纲要,积极稳妥地进行了科研结构的调整,准确定位,明确目标。1997年大气所成为中国科学院认定试点所。同年大气所领导班子被中科院评为优秀领导集体。

19976月,王明星所长主持大气所工作,制定出大气所现阶段的廿一世纪大气科学战略定位、研究方向和九五奋斗目标,并提出l2项任期目标。1998年,大气所改革专业技术职称评聘制度,按需设岗、设岗聘任、强调标准、重在业绩、评聘分开。

 

三、厚积薄发,硕果累累

经过过去多届所领导、数代科学家们和全所职工的艰苦创业和发展,大气所的研究领域不断扩展,科研水平不断提高,是大气科学的综合性研究单位,主要研究大气运动和大气中各种物理、化学过程的基本规律及其与周围环境相互作用;发展新的探测和试验手段,为天气、气候和环境的监测、预报和控制提供理论和方法。大气所现已成为国内大气科学的研究基地和大气科学高层次人才培养基地,为我国大气科学事业的发展、进步,为国家、社会和经济的发展做出了重要贡献,在国际上享有较高声誉。

开放实验室研究中心的建立是大气所加强和优化基础研究若干领域中的科技力量并与国际接轨建立区域性研究机构的非常重要的一步。研究所设有三个开放实验室,它们是大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)、大气边界层物理和大气化学国家重点实验室(LAPC)和中层大气和地球环境开放实验室(LAGEO);三个中心,它们是全球变化东亚区域研究中心(RRC TEA)、国际气候与环境科学中心(ICCES)、中国科学院减灾中心(CDR CAS);另外还设四个研究部:大气环流研究部、中小尺度与灾害气象研究部、大气环境与极地研究部、大气物理与大气探测研究部;三个支撑系统:计算与信息科学中心、大气综合观测试验站,边界层探测技术部;另有研究生部和博士后流动站等。

LASG经过l0余年的努力在连续四次国家评议中获得优秀,成为我国最优秀的国家重点实验室之一,得到国内外大气科学和地球流体力学界的赞扬。三个研究中心的前两个是与有关国际组织和国家协作建立的,它们提高了我国和大气所在国际学术界的地位,现在已成为国际公认的优秀中心。

20多年来,大气所在中国短期数值预报模式的研制、大气环流数值模拟、大气动力学和地球流体力学、中小尺度动力学及灾害性天气预报和减灾研究、青藏高原气象学及地球三极大气科学研究、卫星气象学、季风、中国暴雨、长期天气过程和气候学、大气遥感理论、雷达气象、云和降水物理学及人工影响天气、大气化学和大气污染、大气边界层物理和中层大气物理等方面的理论研究工作以及双波长雷达辐射计系统、VHF雷达、水汽和云水的微波遥感辐射计、声雷达、激光雷达、高空科学气球及北京气象塔自动遥测系统等设备方面的研制工作,均取得了重大成果,有130多项成果获国家、科学院和省部级奖励,其中国家自然科学一等奖一项,二等奖三项和三等奖多项,院一等奖11项。正式发表论文1100余篇,出版专著20多部。在大气科学基础理论研究和为国防,国民经济建设服务等多方面都做出了重要贡献,在中国大气科学基础理论及应用研究中具有举足轻重的地位。

大气所是国务院学位委员会批准的首批授予硕士、博士学位及首批获准建立博士后流动站的单位之一。19969月,大气所被批准为中国科学院首批十个博士生重点培养基地之一,并得到相应经费支持。2000年,大气所被国家教育部认定为毕业生就业重点保证单位(全院只有9个单位入选)。大气所一贯重视培养高水平人才,特别是优秀青年人才。目前拥有博士生指导教师19名。19782001年间我所共招收博士生325名、硕士生408名。现已毕业获得博士学位的有165 名,硕士学位的有296名。1985年大气所建立了博士后流动站,19872001年间共接收70位博士后流动人员。大气所为国家培养了大批大气科学领域的高级优秀科技人才。1996年被评为科学院首批十个重点博士生培养基地之一。

大气所重视国际合作与交流,已与国际科技界建立了长期、广泛的合作关系,同30多个国家和地区有科技交往,每年邀请和派出的科研人员约300人次。以围绕国家、中国科学院等的重大项目的开展和高级科技人才培养等方面的实质性合作为主,分别与美国、德国、法国、俄罗斯、意大利、日本和韩国等国家签订了国际合作协议,进行了卓有成效的合作研究。

大气所是我国大气科学基础研究的最高学术研究机构,聚集了一大批科技英才,代表我国大气科学基础研究的水平。现有高级研究人员160人,其中有五位中国科学院院士,研究员58人。“创新”和“国家需要”是大气所立所的根本。从建国初期东亚大气环流和季风理论研究,五十年代云物理研究的开拓及数值天气预报理论和方法的提出,六十年代空气污染气象学的发展,七十年代卫星气象学、大气遥感理论和大气探测技术研究的开展和应用,八十年代的气候数值模拟和预测研究,到九十年代的全球气候、环境变化和自然控制论的创立……,大气所科学家们以其特有的科学洞察力,高瞻远瞩,始终抓住创新和高起点这两个关键问题,这是大气所的基础研究能长期保持高水平的主要原因,也是大气所能不断为国家经济和社会发展做出贡献的动力所在。

 

第四章 创新结硕果,拼搏铸辉煌19992013年)

1998年,党中央国务院批准中国科学院实施知识创新工程,以期深化对科技创新规律的认识,着力提高自主创新能力,推进中国特色国家创新体系建设,实现四个“转变”:由单纯以学科为主进行科技布局向根据国家战略需求和科技发展态势聚焦创新目标转变;由以跟踪为主向以原始科学创新为主的转变;由以模仿为主向关键技术自主创新与重大系统集成为主的转变;由以分散的研究模式为主向加强跨学科、跨所力量的组织与凝聚、产学研紧密结合的转变。同时中科院确定了新时期办院方针:“面向国家战略需求,面向世界科学前沿,加强原始科学创新,加强关键技术创新与系统集成,攀登世界科技高峰,为我国经济建设、国家安全和社会可持续发展不断做出基础性、战略性、前瞻性的重大创新贡献”。

为了做好知识创新工程试点的各种准备工作,在王明星所长主持下,成立了创新领导小组、制定了各种细则、办法等。19993月,制定出大气所“知识创新工程”研究员岗位招聘实施细则。19995月,中国科学院大气物理研究所制定出知识创新工程试点方案,同年7月,中国科学院正式批准了试点方案,王明星代表大气所签订了知识创新工程试点任务书。此后,按知识创新工程实施方案和遴选出的优势发展领域,对科研管理结构进行了调整,招聘任命了中层干,成立了创新基地研究员招聘委员会,顺利完成了首批知识创新工程基地研究员招聘工作。到20018月份,大气所完成了知识创新工程启动阶段(也称创新一期)工作,科研队伍和管理干部队伍得到了优化,为大气所实施知识创新工程打下了良好的基础。

20018月,大气所圆满完成领导班子换届任务。王会军任常务副所长主持大气所工作、洪延超任党委副书记主持中共大气所党委工作; 20058月到20148月,王会军任所长;20088月以前洪延超任党委书记、接着王大立任党委书记到2011年,后此陈洪滨任党委书记,主持党委工作。

20018月到2010年底,大气所出色完成了知识创新工程二期和三期的任务,积极进行园区环境建设和创新文化建设,完善研究所视觉识别系统,凝练、升华和弘扬优秀的科学文化与人文文化,积极引导职工深刻理解“科学、民主、爱国、奉献”的我院优良传统和“惟实、求真、协力、创新”八字院风的内涵,加强“顾大局、抓创新、讲团结、倡互爱、戒浮躁、行求实、承传统、创辉煌”的所风教育,凝练和弘扬优秀传统文化,即富民强国为己任的爱国主义,开拓进取和追求真理的科学精神,严谨认真的科学态度,把握趋势、高瞻远瞩和探索前沿的超前意识,发扬大气所IAPInnovation Association Progress)精神。

其中2002年,我所东亚中心成功进入院重点实验室行列,研究所与挪威签定了合作共建国际南森—竺可桢气候中心协议。我所被授予全国科普工作先进集体。李崇银荣获2002年度何梁何利基金科学与技术进步气象学奖。吕达仁等被授予921工程第三次飞行实验任务荣誉纪念奖状。 朱江荣获2002年度国家杰出青年基金。张仁健荣获“全国优秀青年气象科技工作者” 荣誉称号。

2003年,我所荣获全国“扶残助残”先进集体、首届全国“爱心捐助奖”先进集体。我国短期气候预测系统的研究2003年度国家科技进步一等奖。我所获国际IT业评出的科技奖:21世纪成就奖-科学奖。叶笃正先生荣获国际气象组织最高奖—IMO奖。朱江荣获国家优秀留学回国人员成就奖。我所一级学科(大气科学)的整体水平在2003年全国学科评估中获全国第一。

2004年, “东亚季风气候—生态系统对全球变化的响应” 获2004年国家自然科学二等奖。

2005年,叶笃正先生荣获国家最高科学技术奖,并且作为第一主持人荣获(院士科普书系)国家科学技术进步二等奖。曾庆存先生等完成的“气候数值模式、模拟及气候可预报性研究”荣获2005年度国家自然科学二等奖。吕达仁教授当选为中国科学院院士。

2006年,李建平研究员荣获了中国青年科技奖,段晚锁博士荣获了全国优秀博士论文奖,陈文研究员、徐星凯研究员等荣获“中国气象青年科技人才奖”。我所被评为中国科学院国际合作优秀工作集体。

2007年,“海陆气相互作用及其对副热带高压和我国气候的影响”荣获国家自然科学二等奖。穆穆研究员当选为中国科学院院士,王自发研究员获得中国青年科技奖,陆日宇研究员获得国家杰出青年基金,范可博士荣获全国优秀博士论文奖。吴国雄院士当选IAMAS主席,符淙斌院士当选太平洋科学协会主席,中俄大气物理联合实验室(CRLAP正式成立。

2008年,吴国雄院士荣获何梁何利基金科学与技术进步奖气象学奖,廖宏研究员获得国家杰出青年基金,穆穆院士当选为发展中国家科学院院士。

2009年我所北京及周边地区奥运大气环境监测和预警研究课题组因在保障2008北京奥运会、残奥会空气质量方面做出的重要贡献,被国家授予中央国家机关五一劳动奖状先进集体,中层实验室由所开放室升为院重点实验室并挂牌、中科院气候变化研究中心正式挂牌成立、国际气候与环境科学中心和灾害性气候预测研究中心合并。范可研究员荣获第十一届中国青年科技奖。刘屹岷研究员荣获国家杰出青年基金。郑飞博士荣获全国百篇优秀博士论文奖。我所朱江、林朝晖两位研究员担任发展中国家政府间国际科技合作组织委员会职务。我所一级学科(大气科学)整体水平获全国第一。《大气科学》被中国科学技术信息研究所评为“2008年百种中国杰出学术期刊,《大气科学进展》自2009年开始被收入SCI核心版。

2010年大气所出色完成了知识创新工程三期和“十一五”任务,是大气所全面总结创新三期工作,谋划“十二五”和“创新2020”的决策之年。穆穆院士荣获 “何梁何利基金科学与技术进步奖”,王会军研究员获“全国优秀科技工作者”荣誉称号。王林荣获全国优秀博士学位论文奖。“大气科学博士后科研流动站”再次荣获“全国优秀博士后科研流动站”称号。

2011年是十二五的开局之年,研究所获中科院创新2020”首批整体择优支持,并荣获2011年度中国科学院院地合作奖先进集体二等奖。曾庆存院士为首的“沙尘暴发生发展机理及监测预测和灾害评估研究集体”荣获2011年度中国科学院杰出科技成就奖,还获得2项国家科技进步二等奖,获得3项省部级和军队奖。石广玉当选中国科学院院士,王斌荣获“何梁何利基金科学与技术进步奖”,周天军荣获国家杰出青年基金。我所一级学科大气科学被评为中国科学院重点学科,并成功申请成为环境工程全日制专业硕士学位培养点。

以后几年,研究所总体上紧紧围绕中国科学院民主办院、开放兴院、人才强院战略和“创新2020”战略,以部署实施研究所一三五规划为中心开展工作。2013年,大气所圆满完成一三五国际诊断评估工作。

其中2012年,“Argo大洋观测与资料同化及其对我国短期气候预测的改进荣获国家科技进步二等奖(朱江为第三完成人)。研究所重视青年人才培养,成立了大气所青年科学家实验室,为青年创新人才的成长搭建平台。王会军获何梁何利基金科学与技术进步奖,邹捍获全国优秀科技工作者荣誉称号,雷恒池获全国人工影响天气工作先进个人荣誉称号,王自发获国家杰出青年基金,姜大膀、辛金元获首批国家优秀青年科学基金。成功申请海洋科学、环境科学与工程学术型硕士学位培养点。

2013年,青藏高原动力和热力强迫对亚洲夏季风爆发和气候形成的影响项目荣获陈嘉庚地球科学奖(获奖人为吴国雄院士)。王会军研究员当选中国科学院院士,并被挪威环境和遥感中心授予The Nansen Polar Bear Award;朱江研究员获何梁何利基金科学与技术进步奖;王范可研究员获国家杰出青年基金;郑循华研究员获埃文·薛定谔奖。

 

一、提目标,谋长远,实施改革

20018月大气所进入知识创新工程的全面推进阶段。通过广泛的调查研究,以新时期办院方针为指导,王会军常务副所长主持制定了研究所知识创新工程全面推进阶段的总目标和任期目标,并提出了保障措施。

大气所“知识创新工程”全面推进阶段的总目标是:将研究所建设成为具有持续创新能力的大气科学领域中世界一流研究所和高层次人才培养基地;建设一支知识层次高、年龄结构合理、创新能力强、朝气蓬勃的科研队伍;建立与国际接轨、充满活力、高效运行,具有一定系统性和稳定性的现代研究所制度;营造出适宜并激励创新的文化氛围和积极向上、团结协作、公平竞争、勇于奉献、开拓进取的研究所精神风貌;建成花园式工作园区,基本解决职工住房困难问题。

任期目标是:加速学科发展,并凝聚力量解决一批重大课题;加强国家重点实验室和国际中心的建设;加强队伍建设和研究生教育工作;建设以民主化、制度化、科学化管理为特征的创新机制;加强科研与支撑系统的建设;加速转岗分流和后勤服务中心的改革;大力加强创新文化建设和园区改造。两个目标相得益彰。

保障措施:坚决贯彻上级一系列方针和部署;党政密切配合、充分发挥党组织和党员的作用;发挥好职代会的监督、评议和参政作用;发挥老中青及各类人员的积极性、主动性和创造性;加强和改进思想政治工作,关心职工生活。

按照中科院知识创新工程试点全面推进阶段的总体部署,认真贯彻院新时期的办院方针,结合研究所的实际情况,采取了一系列改革发展措施:

1、明确了战略定位:发现地球大气中和大气与周边环境相互作用中的物理、化学、生物、人文过程的新规律;提供天气、气候和环境监测、预测和调控的最先进的理论、方法和技术;造就本领域的一流人才;服务于经济和社会的可持续发展和国家安全。大气物理所的理念是创新、协作、进步。                                            

2、规划了长远蓝图:争取用10年或更多一点时间,将研究所建设成为具有持续创新能力的大气科学领域的世界一流研究所和高层次人才培养基地,为国家灾害天气和气候预测、大气环境保护、环境与可持续性发展及国防建设做出基础性、战略性和前瞻性的贡献,并促进大气科学及相关科学的更大发展。

3、凝练了科技目标:面向国家战略需求,瞄准世界科技前沿,进一步凝练和提升科技创新目标,优化科技布局,确定重点发展领域。按照十大科研任务、领域前沿、自由探索三个层次的科研项目,不断凝练科技目标。

4、调整了组织结构:建立能够最有助于推动大气科学事业的发展、人才队伍的壮大和优秀科研成果产出、有利于我所大气科学理论及其应用方面持续创新能力的大幅度提高的科研结构、管理结构和制度结构。理顺机关职能,成立实验室,成立国际研究中心,合并支撑职能等。

5、改革了管理体制:进一步解放思想,在有利于科技创新、有利于凝聚创新人才的前提下,加大改革力度,逐步实现由计划经济体制下形成的行政机构管理模式向适应市场经济环境的科研团体管理模式的历史性转变,建立与国际接轨、充满活力、高效运行,具有一定系统性和稳定性的现代研究所制度,并探索符合科技创新规律和我国国情的科研体制与机制的改革与发展之路。

6、加强了队伍建设:继续按照开放、流动、联合、竞争、高效用好现有人才,稳定关键人才,引进急需人才,培养未来人才的原则,实施科技创新队伍建设行动计划,培养和吸引国内外优秀人才,建设一支知识层次高、年龄结构合理、创新能力强、年轻化、朝气蓬勃的科研队伍。

7、改善了基础设施:紧密围绕科技创新目标,推进基础设施建设与园区改造,加快科研仪器设备更新改造与建设,加强野外台站和观测体系以及支撑体系的建设。

8、加强建设创新文化:以科学、民主、爱国、奉献的优良传统和唯实、求真、协力、创新的院风、所风为基础,紧密围绕并服务于所创新工程试点的总体目标,不断营造科学民主、改革创新、协同高效、廉洁公正的文化氛围;加强作风建设,力行八戒戒骄,戒燥,戒浮,戒馁,戒独,戒惰,戒奢,戒贪;弘扬艰苦奋斗、开拓进取的精神,信守科研道德规范,发展科学文化。彻底改观园区环境,建成花园式工作园区。

 

二、结合实际,提出办所方略

研究所加速科学发展,要有一支德才兼备的管理和科技英才队伍,要有一批在国家层面有显示度、对学科发展起重大作用的科研项目和充足的研究经费,还要有和谐的、积极向上的科研环境。因此,发挥党组织作用,调动起各方面人员的积极性,弘扬创新、协作、进步IAP精神;实施科学化、民主化、制度化管理,进行干部“革命化、知识化、年轻化、专业化”的“四化”建设;尊重科学规律,开展创新文化建设,营造民主、宽松的科研环境;抓住机遇积极引进人才和采取多种方法培养人才,组织研究所优势力量申请国家重大项目;进一步推进国际化、扩大对外交流合作,成为大气所今后工作的主线。

1、人才引进是创建实验室、发展大气所和出色完成知识创新工程任务的关键 2001年新一届领导班子上任伊始考虑的第一件事就是引进人才,加强人才队伍建设。就人才而言,当时只有LASG开放室好一些,其他的像LAPC开放室、中层实验室、东亚中心都是缺人才的。把人才吸引回来是研究所工作的重中之重。LAPC开放室的王自发、安俊岭、 韩志伟、邹捍等一批人都是从那时回来的,后来从国外引进廖红、又从国内引进高志球。这样大塔的实验室马上就壮大起来了,在以后的实验室评估中一直都是良好或优秀。中层实验室引进了刘毅、夏翔敖、郄秀书等,东亚中心引进了董文杰等。由于实验室壮大了,中层实验室也办成了院重点实验室,曾先生的气候中心也办成了院实验室。在10年内,大气所建了3个院实验室。2003年又组建了南竺中心,并和挪威合作办起了国际合作中心。

通过引进人才壮大了实验室人才队伍,增强了实验室的竞争能力,搭建了科研平台。研究所的几个国家重点实验室、院重点实验室和新建的南竺中心,在院里产生非常大的影响,后来这些实验室获得若干“973”计划项目、重点基金项目等。

2、推进三化四化建设是现代化研究所管理体系的基本特征。研究所着手付诸实施了一系列切实有效的措施来加强“三化”建设。在民主建所方面,采取切实措施加强了职代会的作用。充分发挥职代会、工会、共青团等民主参政议政作用,在研究所重要决策、干部任免及评议等方面充分听取他们的意见。涉及到学术方面的问题,如研究所二期创新自评估、实验室评估、发展战略规划制定、创新三期方案制定、重大项目评议等工作,则充分发挥所学术委员会、学位委员会及技术委员会的作用,领导班子以此为基础再进行科学决策。建立了与职工交流的多种直接渠道,其中包括在所网页上建立了“所长信箱”,其中的合理化建议也已在研究所的发展中发挥了作用。在制度化及科学化建设方面,经广泛征求意见,出台了各类规章制度,并不断修订完善各类规章制度,在工作当中做到有章可循,有法可依。推动所务公开制度,通过公布所务会纪要、召开所情通报会、召集各类人员征求意见会等手段,从而使全所职工对研究所的重要事情具有参与权、知情权,极大地增强了主人翁意识。

根据“革命化、知识化、年轻化、专业化”的“四化”原则,在坚持民主测评、公开考核的基础上推进了研究所中层干部的“四化”建设,对中层管理干部进行了公开民主考核,考核结果当场公布,并作为调整中层干部依据,得到全所绝大多数职工的欢迎,提高了干部的民主意识,调动和激发了干部的工作积极性,提高了干部的基本素质。

3、重视人才培养,是研究所可持续发展的保障。在人才队伍建设中,人才的引进起了很大作用,研究所通过杰青基金海外基金等多种渠道吸引优秀人才;但为了研究所的可持续高水平的发展,留住人才和培养人才也是非常重要的。因为高级职称的岗位有限,研究所设了项目研究员,给研究员的待遇,这使得一大批优秀的科研人员留在研究所工作。为了激励青年人才成长,研究所设立创新贡献奖,每年评审一次;研究所还设立了青年科学家实验室,给有培养潜力的年轻人才进入这个实验室,不仅让他们有一个平台,增加科研交流和合作的机会,每年还有几万块钱的收入补贴,这也极大地激发了年轻人潜心科研工作的积极性。此外对留所博士,还给3万元的科研启动经费,让他们立住脚,打好基础,加强争取科研经费的能力。研究所部分老科学家可以延迟退休年龄和返聘,有的还当选了院士。

4、改革科技考核办法,建立绩效工资制度,极大地激发了科技人员创新的积极性。工资中的绩效部分通过考核来确定后,科研产出和科研成果逐年大幅度增加;职工的收入也大幅度增加。

5、进行战略调研,进行战略规划,谋划战略性任务。研究所要在国家层面有显示度,对学科发展和国家经济发展做出有影响的贡献,就必须做好战略规划,其落脚点就是积极承担能对国家发展产生显著影响的战略性科研项目。为此,在实施知识创新工程全面推进阶段的之初,研究所就成立了发展战略规划处,建立资深科学家研讨机制、以中青年科学家为主的所发展战略调研机制和青年联合会学术沙龙讨论机制;积极开展经常性的国际大气科学的前沿问题和发展趋势的调研,提出一系列的战略调研报告,为研究所的决策提供依据。这样研究所在知识创新工程实施期间,就争取承担了一大批“973”项目,还承担了院先导项目碳专项和地球模拟系统项目, 一个碳专项的研究经费就有8个多亿,地球模拟系统项目经费也有十几个亿。碳专项和地球模拟装置两个大项目对研究所科研工作的带动作用是非常大的,凝聚了很多人才,带动了很多项目,好多973项目、重点878项目都跟他们有关。没有谋划战略发展规划和战略性的研究任务研究所就没有凝聚力,也没有显示度。

 

三、实时部署知识创新工程任务

20018月,院批准了我所实施知识创新工程试点全面推进阶段的方案。通过调研和组织工作,明确提出了所的“四大计划、十大任务”,明确了研究所创新工作的科研主攻任务。四大计划是:气候动力学研究计划;全球变化和大气环境研究计划;中层大气研究计划和中尺度气象研究计划。十大任务是:(1)新一代气候系统模式及气候预测研究;(2)青藏高原和海陆气相互作用;3)季风系统及旱涝预测理论研究;(4)城市边界层结构、地气交换过程与空气污染机理研究;(5)典型农区边界层物质与能量交换及其环境效应研究;(6)过渡带对全球变暖的响应和适应研究;(7)大气遥感研究;(8)平流层对流层;(9)中尺度动力学和灾害天气预测交换基本过程及其气候环境效应研究;(10)我国北方主要云型的降水形成机制和催化增雨原理研究。并部署了首批领域前沿项目,支持了一批有创新性和前瞻性的前沿项目,此外还获得一大批重大科研项目的支持,其中有中国科学院知识创新工程重大项目和重要方向性项目,国家十五攻关项目,基础研究重大项目等。

另外还特别重视增强能力建设,增加仪器设备方面的投入,投入1000万元建设高性能计算机系统,投入1700万元建设大气物理、大气化学与大气环境现代仪器设备,为科技创新奠定厚实的基础条件。

2005年,大气所圆满完成创新二期的任务,通过了院的评估,并获得“优秀”的评价;同时完成了创新三期方案和发展战略规划的制定工作。李静海副院长带队来我所进行了现场考察评估时,对大气所的创新工程试点工作给予了高度评价,认为研究所的实力得到大幅度提升,实力雄厚,要考虑向国际一流水平研究所的目标迈进。

2006年初,院里批准了大气所制定的知识创新工程三期方案,标志着我所创新三期工作的正式开始,研究所积极部署并开展创新三期各项工作,进行了机构调整、岗位设置、人员招聘、制度建设和项目遴选等工作,顺利完成了创新三期开局之年的任务,三期工作打下了坚实的基础。

2010年,完成研究所创新三期总结、“十二五”规划和“创新2020”发展战略规划的制定工作。按照中科院的统一部署,由王会军所长亲自领导,研究所组织了创新三期自评估,梳理重大创新成果、总结改革发展经验、查找差距与不足,为全面实施“创新2020”和中科院“一三五”规划奠定基础。本次自评估围绕创新三期以来研究所在科技创新、管理创新、平台建设、队伍建设、党建以及创新文化建设等方面取得的成绩进行了认真总结,分析了研究所核心竞争力与发展态势,深刻剖析了研究所在发展中存在的深层次问题。通过本次自评估,我们在看到自身进步的同时,也清醒地认识到了与国际同行之间存在的差距以及在激烈的竞争环境下所面临的危机。

 

四、 实施“十二五”规划,努力实现“一三五”发展目标

通过十多年知识创新工程的实施,大气所在人才培养和科研水平等方面都取得了显著发展和提高。2010年下半年,中国科学院"创新2020" 正式启动, 2011年大气所获中科院创新2020”首批整体择优支持,开始全面实施十二五规划,各项启动实施工作有序进行。为了实现“创新2020”的战略目标,2011年中国科学院制定了一三五规划,要求各研究所在十二五”规划中,围绕国家科技战略需求,明确本所未来5年的一个研发定位、三个重大突破和五个重点培育方向,即制定研究所的“一三五”发展目标,以进一步凝练目标、明确重点、优化布局,突出中科院的核心竞争力。

大气所作为从事大气科学及相关领域研究的国家队,以建设国际一流的大气科学研究基地为目标,坚持面向国际科学前沿、面向国家战略需求,立足于大气科学及相关交叉领域的基础研究、应用基础研究,不断探索国际科学前沿,支撑气象、海洋、环保、农业、航空航天、水利、资源等领域的发展,积极为我国防灾减灾、环境保护、生态建设、工农业生产、人民生活等做出基础性、战略性和前瞻性的创新贡献。按照中科院“一三五”规划要求和研究所“十二五”规划的目标,结合大气所的实际和条件,提出了大气所“一三五”发展目标,其内容主要有三:

1、明确了“一个定位”,阐明了研究所的战略定位、战略目标、发展方向和主要研究领域,特别强调交叉领域和国际前沿研究。

“一个定位”的具体内容是:研究和探索地球大气中和大气与周边环境相互作用中的物理、化学、生物、人文过程的新规律;提供天气、气候和环境监测、预测和调控的先进理论、方法和技术;造就本领域的一流人才;服务于经济和社会的可持续发展和国家安全。

2、确定了“三个重大突破”,提出了研制的目标,阐述了实现目标的雄厚基础。

第一,研制地球系统模式。系统模式功能强大,可以模拟地球系统各自演化过程以及它们之间的相互作用,以及各圈层的物理、化学和生物过程,重点研究云-气溶胶-辐射的相互作用、陆地植被生态的生长和凋零、大气中的各类化学反应等。科学地解释全球变化的事实、认识全球气候环境变化的复杂机理、人类活动对这种变化的可能影响以及预测和预估今后气候环境的可能变化。研制目标是:建成国家第一版本地球系统模式,极大地推动地球系统科学的发展。

第二,研究大气环境动力学复杂过程和机理,发展新一代大气环境动力预报系统,并在全国范围内推广示范,成果转移转化产生重大社会和经济效益。研究内容主要有:针对大气臭氧和二次有机气溶胶、城市群大气高氧化剂等的大气化学过程进行系统研究;开展温室气体、化学活性气体和气溶胶综合联网观测以及大范围区域大气污染的遥感观测;研究大气复合污染的大气化学和动力学机理,研制新一代的大气化学和大气环境数值模式系统和集合预报技术,构建大气复合污染多尺度全耦合空气质量预测预报系统。

第三,研究泛亚澳季风区气候系统动力学。泛亚澳季风区(亚澳印太区域)气候系统的变化是影响我国重大天气气候灾害以及气候长期变化、沙漠化、水资源短缺、生态环境恶化的关键自然因素,揭示 泛亚澳季风区气候系统的动力学及其相互作用,将开辟新的研究方向,提出原创的理论与方法,建立新的认知框架。为此,将深入研究以三个季风系统为主体的泛亚澳季风区气候系统圈层间相互作用的时空特征、年代际变化规律,研究南、北半球不同纬度间的相互作用机理。研究目标是:建立“泛亚澳季风区”气候系统动力学理论框架;形成更加完整的东亚气候变异和旱涝发生规律理论体系。

3、提出了五个重点培育方向,并提出了研究目标和主要研究内容

第一,气候异常预测新理论和新方法。极端气候的发生机理及演变特征迄今仍不是很清楚,开展预测气候异常的数值模型和预测理论及方法研究,可以提高对这些极端气候灾害发生的预测水平,为国家的防灾减灾、经济建设和社会可持续发展提供可靠的科学依据。

目标和重点内容主要包括:创新气候变异的可预测性理论;发展基于海气耦合模式的耦合资料同化方法;发展适合于我国不同区域(流域)的陆面资料同化系统,提高陆面水文过程的预测能力;系统评估和改进模式对我国不同极端天气气候事件(严重旱涝、高温热浪等)的模拟能力;基于统计-动力相结合的方法,建立东亚气候季节和年际预测模型。开展极端气候和年代际气候预测理论及预测方法研究,结合动力-统计方法研制预测模型,对未来10-30年我国气候变化趋势进行展望。

第二,中小尺度系统发生发展机理和暴雨预报新方法。针对社会和经济发展对精细天气预报以及防灾减灾对突发性致灾暴雨预报的巨大需求,重点研究:发展中尺度数值模式和云模式,完善大暴雨灾害天气预报的理论和方法,进而研究研制我国暴雨预报的新技术和数值天气预报的关键技术,建立适合于我国东亚季风区的、包含云微物理过程在内的暴雨预报数值模式,提高我国大暴雨的预报预警水平及准确率。

第三,大型风电场风电量的短期预报系统和应用示范。准确有效地进行风电量预报,成为大规模风电开发的一个关键问题。研究重点是:我国重点风能地区大气边界层探测和预报理论方法研究,建立大型风电场风电量短期预报多重嵌套的模式系统,实现大型风电场的智能发电。该模式系统可直接应用于日常业务预报,预报准确率达到国际上同类模式的先进水平。

第四,中层大气探测和过程机理研究。中层大气探测和过程机理研究不仅对增进全球气候环境变化的理解、提高天气气候变化预测的准确度具有十分重要的科学意义,而且对支撑航空航天器发展应用的国家重大需求也具有十分重要的战略意义。该方向研究主要包括:发展较为完善的中层大气和对流层大气地基综合探测系统和卫星遥感算法,改进全大气层数值模式,系统开展平流层区域动力-化学-气候耦合过程和机理研究,揭示亚洲季风区平流层-对流层交换过程及其对全球气候环境的影响。同时,充分利用现代高新技术,通过集成创新,研发大气与环境探测的新系统,并向各重要应用领域推广,引领我国大气探测高技术的发展。

第五,典型陆地生态系统的地气碳氮交换和模型研究。通过我国典型陆地生态系统地气碳氮交换过程与机理综合研究,为国家生态系统的碳氮优化管理提供基础理论、评价方法和决策支持的科学依据,为研究陆地碳氮管理如何影响海洋碳循环系统,产生陆源大气沉降碳氮和水氮输入基础数据,建立可模拟海洋碳循环系统如何响应陆源碳氮输入的模型。为国家制定环境友好气候友好型节能减排策略提供科技支撑。发展地气温室气体交换调控理论和调控效应评价方法,构建陆地生物源甲烷排放模型,改进、完善现有的温室气体排放清单编制模型,揭示区域、国家乃至全球的陆地生态系统-大气温室气体交换时空分布与变化特征及其驱动机制,认识全球变化背景下的海洋碳循环特征,为编制区域和国家温室气体清单、制定地气温室气体交换的调控对策和履约外交谈判等国家重大需求提供模型工具、科学依据和基础数据。

为实现研究所“一三五”发展目标,提出重大改革举措与保障措施,其中包括:进一步建立国际性的学术咨询制度,加强研究所发展战略研究。创新人才管理模式,加强人才队伍建设,重点造就科技创新领军人才,着力培养青年创新人才。进一步改善科研和实验环境,发展支撑平台建设。通过体制机制改革,推进科研成果转化,加强与行业合作,继续为行业部门提供科技支撑。开展全方位的国际合作与交流,其中包括加强一带一路国际科技合作,加强科学传播工作,加强所英文网站信息建设。完善科技评价体系,形成以创新实际贡献、创新质量水平为主的新评价体系,并对不同类型科技人员建立不同的考核及激励机制。

 

五、知识创新,成果丰硕

通过实施知识创新工程,大气所科研工作硕果累累,科技产出大幅增长,优秀人才不断涌现,国际化建设成效显著,科研条件得到很大改善,创新文化建设有声有色,形成了创新跨越的良好态势,取得了一系列的创新成果。

(一) 人才队伍建设成效显著

人才是研究所之本,大气所按照院里的统一部署和要求,制定了“人力资源规划”,明确了人才队伍建设的基本思路、发展目标和战略重点,提出了改革、完善人才队伍建设和体制机制举措,努力为我所创新跨越提供人才保障和智力支持。大气所坚持“优化发展环境、造就一流人才、坚持以用为本、支撑创新发展”的原则,遵循人才成长规律,坚持德才兼备、以德为先的人才标准,坚持培养与引进相结合、立足培养,坚持体制机制改革和管理创新,不断优化人力资源配置,优化人才发展环境,凝聚了一批具有国际视野和战略思维的高水平尖子人才,也培养了一批高素质、富有创新活力的青年人才,人才队伍建设取得了显著成效。

1、重视高层次人才引进和培养,通过适时、合理、坚持高质量的吸引人才,凝聚更多优秀人才,培养和造就具有合理知识结构和具有创新意识、创新能力、作风和学风过硬的高素质创新人才队伍。在实施知识创新工程过程中,大气所不断加大优秀学科带头人的吸引和培养力度,进一步提高了研究所的科技创新实力。

2、加强青年人才引进与培养,不断补充新鲜血液,优化队伍结构。研究所接收应届毕业生,通过“青年人才领域前沿项目专项”、优秀毕业生科研启动资助、留所博士科研启动经费资助等各种形式,加强对青年人才的培养和支持力度,提高其创新能力和主持科研项目的能力。大力支持青年科技人员出国交流和参加国际会议,促进青年人才在国际交流中快速成长,为青年人才成长提供创新舞台,创造发展空间。

3、加强青年人才队伍建设,采取有力措施,使所内人才快速成长。大气所建立了青年科学家实验室,并以其为平台,促进青年人才成长。目前实验室成员总人数达数十人;有针对性地组织科技人员培训,切实落实全员能力提升计划。相继组织了新员工上岗培训班、模式研发中的技术与技能培训班;此外在高级职称名额满员情况下,设立项目研究员岗位,将符合研究院条件的优秀青年人才聘为项目研究员,享受研究员待遇;积极鼓励和支持青年科研人员申报国家和地方项目、出国进修与合作交流,提升青年人才创新能力。

4、制定和完善了人才队伍建设的激励措施,以便促进人才快速成长。大气所设立了年度科技进步奖,修改完善了绩效考核办法、绩效津贴管理办法和年度考核实施办法,将科研人员的成果产出和水平、管理人员的管理成绩与绩效工资更紧密地结合起来,与岗位聘任结合起来,有效地调动了大家的积极性,也必将增强研究所的整体实力。

5、大气探测是大气科学研究的重要方法,研制和维护探测仪器设备就显得十分重要,因此,大气所重视技术人才队伍建设,通过正高和副高的评聘工作,为技术人员职业发展提供合理的晋升空间,这也是我所进一步加强技术支撑队伍建设的一项重要举措。

6、对创新岗位人员进行了优化调整,使其人才结构更为合理。通过调整,45岁以下的青年科技人员已占全所创新队伍的86%,具有硕士以上学位的人员已占76%,研究生招生规模进一步扩大,客座人员数量也稳步增加,流动人员与岗位聘任人员数量之比已达1.4:1,初步构架了一支结构优化、具有强烈创新意识和能力、渴望建设世界一流研究所的人员队伍。

通过多年的人才队伍建设和人才培养,一支知识层次高、年龄结构合理、创新能力强、朝气蓬勃的科研队伍和年轻化、一专多能的管理队伍已经基本形成。截止到2013年底,研究所在职职工共519人,其中,研究员82人,具有博士学位的346人;研究所35岁以下青年职工251人,占职工总人数的48%,其中博士191人,占35岁以下青年职工总人数的76%,硕士38人,占35岁以下青年职工总人数的15%。大气所进入创新基地岗位人员中70%拥有博士学位,拥有60%以上的中国科学院现有大气科学院士,拥有大气科学领域的国家“杰青”50%以上。

优秀人才不断涌现,新增中科院院士4人,新增杰出青年基金获得者10。获国家优秀留学回国人员成就奖1人,全国人工影响天气工作先进个人1人;全国优秀青年气象工作者3人,全国优秀科技工作者2人,中国青年科技奖2人。获“何梁何利基金科学与技术进步奖”6人。

大气所是国务院首批批准的博士、硕士学位授予点及首批获准建立博士后科研流动站的单位之一。2003年和2009分别在全国大气科学学科评估中整体水平名列全国第一,并被评为中国科学院重点学科;2005年被评为全国优秀博士后科研流动站。大气所不断加大研究生培养力度,逐渐扩大博士生招生规模,进一步扩大博士后规模,成功申请并成为海洋科学、环境科学与工程学术型硕士学位培养点。

(二)科研取得显著进展,重大创新贡献突出

大气所积极参与国家重大计划(973计划、基金委科学计划、全球变化重大研究计划、载人航天计划、气象行业发展规划以及我院有关科技规划等)的制定,推动多个研究方向列入973863项目指南。承担国家重大科技任务越来越多,其中包括国家级973863和科技攻关项目,中科院战略先导科技专项,国家基金委重点项目等。例如 “十一五”期间,争取科研项目整体竞争能力得到大幅提升,承担的各类科技任务大幅增多:主持973项目6项,其他973课题21项;主持863项目1项,863课题6项,专题13项;承担国家科技支撑课题和专题24项;承担中国科学院项目群2个,中国科学院知识创新工程重大项目1项,重大项目课题2项,方向性项目32项。承担国家自然科学基金重点项目14项,重大项目课题4项,创新群体2项,其中1项获得两次连续支持,杰出青年基金5项,杰青B 3项,重大国际合作项目7项,面上和青年基金185项;“十一五”期间,我所获得基金委的资助力度一直处于全国大气科学机构的第一名和地学研究机构前列;主持公益性气象行业专项15项;军工预研项目由原来的5项增加到21项;国际合作项目39项等。仅2013年,新增主持973项目3项,973项目课题3项,863项目课题1项,科技支撑计划项目课题1项,中科院战略性先导科技专项(A类)项目课题1项,国家自然科学基金项目86项(其中重点项目1项、重大研究计划重点支持项目3项,重大国际合作项目1项,国家重大科研仪器设备研制专项1项),行业专项3项,横向合作任务23项。

科研任务增多,科研经费自然逐年上升,从2001年科研经费0.4亿元上升到2013年的2.97亿元,科研产出也年年大幅度增加,SCIE)论文从100篇增加到2013年的441篇(EI论文259篇)。

科研成果也喜获嘉奖。20012013年,大气所作为第一主持单位获国家最高科技奖1项,国家科技进步一等奖1项,国家科技进步二等奖4项,国家自然科学二等奖3项,并分别作为第二、第三单位获国家科技进步二等奖2项。因在奥运期间环境保障方面做出的重要贡献,被国家授予中央国家机关五一劳动奖状先进集体荣誉称号。叶笃正先生荣获了国际气象组织最高奖IMO奖。

通过承担和完成国家重大科技任务,大气所科研工作取得显著进展。

  1、大气污染及沙尘暴预测研究

开展大气污染预报的理论和模式研究符合我国环境保护和实施持续发展战略的迫切需要,也是国际上大气环境学科领域的前沿研究课题,大气污染机理及预测模式研究需要处理多尺度、多介质、多种污染物质之间的相互作用和耦合问题,涉及到大气动力学、大气物理学、大气化学、污染气象学、污染探测、污染控制技术等诸多学科领域,是一项综合性很强的前瞻性应用基础研究。此项研究取得以下进展:

1)建立了我国第一个城市空气污染预报模式系统,该模式实用性强,可直接用于城市空气污染日常业务预报,在国际上也属少有。2000年开始,项目研制的城市污染预报模式系统被国家环保总局和中国气象局联合发文在全国47个重点城市作为首选的数值预报模式推广应用,通过地方和中央电视台、中国环境保护网和新华社等媒体向社会发布。

2)建立了我国第一个区域大气污染预报模式系统,该模式系统考虑了30多种物质的50多种化学反应。并首次在国际上采用了分裂查表算法处理化学反应过程,大大提高了计算效率。利用该模式进行了全国范围的空气污染预报试验,研究了我国和东亚地区硫氧化物浓度和沉降量以及东亚各国或地区之间的硫氧化物的相互输送量。与国外同类模式相比,该模式更具实用性以及适合处理东亚地形等优点。

3)发展了基于NCAR/Penn StateMM5中尺度气象预报模式的嵌套网格空气质量预报模式系统。该模式可以同时用于研究不同尺度包括区域和城市尺度的污染预报。实现了嵌套网格空气质量预报模式系统的并行化和业务化。

4)建立了沙尘暴的预报系统,该系统基于将非静力的高分辨率的中尺度模式与国际先进的非参数化的起沙数值模式相耦合,包含了起沙、输送以及沉降过程。

5)区域环境系统集成模式(RIEMS)发展与应用研究。大气所以叶笃正和符淙斌院士为首的研究团队发展了传统的季风理论,提出了季风驱动的生态系统新概念和广义季风系统理论,并以此为基础,建成一个具有独立版权的区域环境系统集成模式(RIEMS)。1999年组织发起了由我大气科学家牵头,美国、日本、韩国、澳大利亚等国十个研究组参加的“亚洲区域模式比较计划”,比较结果表明,RIEMS 对温度的模拟,尤其是对极端高温的模拟处于领先水平,RIEMS总体模拟能力处于先进模式行列。在国际模式比较计划第二阶段,RIEMS是其中模拟能力最强的模式之一;RIEMS模式已成为最优秀的亚洲区域模式之一。

国际全球变化四大组织(IGBPIHDPWCRPDIVERSITAS)联合组成的地球系统科学伙伴计划(ESSP)于2003年六月正式批准由大气所符淙斌院士组建新的国际核心研究计划季风亚洲全球变化区域集成研究,并把科学委员会和国际项目处建在中国科学院。一个国际核心计划由我国科学家负责组建,在国内非常罕见。

以这方面工作为代表的大气所季风气候与生态系统的相互作用研究获得了2003年度国家自然科学二等奖。叶笃正院士荣获了世界气象组织的最高科技奖IMO奖。

2、地球系统模式研发及我国气候预测、极端天气预报研究

地球系统模式是描述地球系统内部的过程及其相互作用的一种复杂模拟系统,它是全球变化研究的迫切需求,其发展水平和模拟性能被国际上普遍认为是衡量一个国家地学研究综合水平的重要标志之一。同时,我国北方干旱化、南方冰冻雪灾、西南持续干旱、特大暴雨等灾害问题的预报是国家和社会发展中的重大急需。因此,研究新的气候预测方法与暴雨预报技术,提高季度-年度尺度短期气候预测和暴雨预报的准确度,是重中之重的任务。

1)模式系统取得了两次重大的创新跨越。大气所自20世纪80年代以来就一直致力于气候模式和生态环境系统模式的研制。

A、由简单的海气耦合模式发展成气候系统模式。从单一的大气、海洋模式发展为大气-海洋-陆面耦合的气候系统模式,从低分辨率的模式发展到具有较高分辨率的模式,人为通量订正发展到无通量订正完全耦合的模式。并把发展的模式广泛应用于气候变动机理、气候可预测性、气候预测等工作当中。成为我国在国际大气科学界的亮点和代表性工作。

B、由物理气候系统模式发展成为地球系统模式。建立了新一代气候系统集成模式,模式增加了碳循环模块,发展了气溶胶化学模式和动态全球植被模式,明显改进了模式的模拟性能。在此基础上初步建成了一个包含有气候系统和生态环境系统的地球系统动力学模式,其中大气环流模式、大洋环流模式、海洋生化模式、气溶胶及大气化学模式等分量模式为我国自主研发。

此外还自主研发了突出人类影响的区域环境系统集成模式,构建了区域主要自然和人为强迫的区域气候-环境系统定量模拟平台。并提出和领导了IGBP区域模式比较计划。

2)短期气候预测理论和方法的创新。针对我国短期气候预测以及重大天气气候灾害的发生发展提出了新的科学预测方法,包括:年际增量和热带相似预测思想和方、春季我国北方地区沙尘暴的发生发展与预测方法等;并研制了一系列新的气候预测模型。建立了新一代IAP短期气候预测系统,该预测系统成功地应用于我国气候异常的实时预测中,连续多年的预测水平均名列前茅,体现出良好的预测技巧和性能,为国家防灾减灾做出了重要贡献。这方面的工作被列入中国科学院2009年重大科学进展和大事记。

   3)研制了我国暴雨预报新方法与新技术。创新地研发了集合动力因子暴雨预报技术,即利用多种动力因子预报技术来预报暴雨,尽可能多地把暴雨过程中的各种特征都反映出来。通过这些权重的集合来做出暴雨预报,以此显著提高了我国暴雨预报的准确率。

以上成果荣获国家自然科学二等奖1项、国家科学技术进步二等奖2项,获得若干省部委奖励。作为唯一来自发展中国家的气候系统模式参加了影响力国际模式比较计划,推动了国际上对一系列关键科学问题认识水平的提高。2000年,发起并主持且获得国际组织(IGBP)资助的国际区域模式比较计划(RMIP),其成果2005年在国际著名的气象刊物《Bulletin of the American Meteorological Society》上发表,得到了国际上的关注。

此外该成果在国家防灾减灾中发挥了重要作用。大气所积极地将科研成果转化并应用于国家气候中心、国家海洋环境预报中心、国家林业局森林防火办等单位气候趋势预测业务中,在重大灾害性天气气候事件服务需求以及国家的防灾减灾工作中发挥了重要作用。大气所发展的台风初始化系统已应用于上海台风研究所的台风预报业务,并因此于2005年获得中国气象局科技奖成果应用一等奖。为北京奥运会、残奥会开闭幕式以及2009年北京国庆阅兵期间提前36小时做出了准确的天气预报;福建省气象台经过长达3年的预报检验表明,我所的暴雨预报技术对暴雨落区的预报,可比数值模式对暴雨落区的预报准确率提高10%。

   3、气候系统动力学与非线性可预报性理论研究

气候系统动力学和气候预测理论研究是提高我国短期气候预测水平和有效地实现防灾减灾的关键,是世界气候研究计划”(WCRP)的核心内容。

1)副热带气候动力学、青藏高原气象学取得了原创性成果。其中包括:发展了全型涡度方程和热力适应等一系列副热带气候动力学的新理论,纠正了传统观念,并以此建立了夏季的副高形成理论;发现高原斜坡感热加热的核心作用,创立了青藏高原感热气泵理论,揭示了青藏高原和海陆分布共同影响副热带环流格局和亚洲季风爆发的机制;揭示了青藏高原对流层中上层6月的臭氧低值层的出现与亚洲夏季风的爆发和演变有很好的对应关系;发现了高原大型山地中强烈的地气交换过程,建立了地气交换理论,对大型山地地气交换的科学模拟具有重大意义。

2)提出了季风驱动的气候—生态系统理论。揭示了季风系统的季节、年际和年代际变率的突变性质,提出了季风突变的科学成因。系统地揭示了东亚季风区气候与生态系统相互作用的基本特征;提出了季风驱动的气候—生态系统及其反馈理论。揭示了我国北方农牧交错带对各种时间尺度气候变化具有显著敏感性的事实;研制了一个大气-植被相互作用模式和区域环境系统集成模式。

3)提出新的非线性可预报性理论。提出了条件非线性最优扰动(CNOP)方法,克服了传统方法的线性局限性,形成了具有坚实理论基础的研究预报结果不确定性的新理论,提出了改进ENSO预报技巧的新方法,给出了用CNOP确定台风目标观测敏感区的方法。另外,提出了非线性局部Lyapunov指数,并用于天气和气候预报时效的定量研究。

以上成果荣获国家最高科学技术奖1项、国家自然科学二等奖2项、国家科学技术进步二等奖1项、获得省部级奖项若干项。发表相关论文600余篇,其中SCI论文300余篇;出版论著4部。

相关成果在国际上产生了重要影响。四叶型加热拼图和季风-沙漠共存机理被认为是高度原创性的成果,是理解夏季副热带环流本质的指导原则。青藏高原影响的相关工作研究被应邀作为刊首文章发表在2007年《J. Meteor. Soc. Japan125周年纪念专刊上;关于青藏高原影响夏季风的工作被Nature-Geoscience选为研究亮点季风驱动下生态系统的相关成果被国际著名期刊《Global and Planetary Change》邀请出版了专刊,被写入国际地圈生物圈计划IGBP 10年来综合成果专著并作为封面文章。

有关CNOP及其应用的研究,被国际权威杂志发表的文章评价为该方法能够更好地刻划自然界的有关非线性特征。此外,也推动了国际上在该领域的研究,如Terwisscha van Scheltinga1与荷兰科学院院士Dijkstra教授使用CNOP方法研究海洋环流的稳定性;Rivier与国际著名学者Talagrand等在CNOP方法基础上,用非线性优化方法研究斜压不稳定流的非线性行为和大气湿过程的可预报性。有关NLLE及其应用的研究,被认为是“应用非线性Lyapunov指数研究可预报性期限的第一个工作,有重要的理论和应用价值”。

关于春季北大西洋涛动(NAO)信号对东亚夏季风影响的成果被Nature选为研究亮点,认为这一发现对进一步提高东亚夏季旱涝预测能力有重要意义。关于环状模信号传播的成果被美国AGU杂志Geo. Res. Lett.选为突出论文。提出的季风指数被美国国家海洋大气局(NOAA)采纳,投入日常业务应用。

基于上述系统性创新成果,大气所发起并领导了2项国际季风研究计划:“季风亚洲全球变化区域集成研究(MAIRS)”计划和“亚洲季风年(AMY)”计划。前者是国际地球系统科学伙伴计划(ESSP)首个批准的计划,也是第一个由中国科学家为首席科学家的大型国际研究计划,得到了国际科学界的广泛关注。后者世界气候研究计划的一个最新交叉计划,被2009年出版的《世界气候研究计划成就》一书中列为国际季风研究中的亮点给予突出介绍。

4、大气化学和大气环境过程机理与预报研究

大气化学和大气环境理论及预报问题涉及大气科学的影响力前沿科学问题,对解决国家重大需求如大气污染监测、预报和调控,应对气候变化以及国家气候和环境外交具有重大意义。

1)在国际上,率先研制了空气质量多模式集合预报系统。以自主开发的NAQPMS模式为核心,集成多个国际主流模式,率先研制出嵌入资料同化系统的区域大气复合污染模拟与预测多模式集成系统,实现了我国空气质量集合预报技术的跨越式发展。

2)陆地碳氮生物地球化学过程模型的研制取得重要进展。研制了农田碳收支模型,湿地、稻田甲烷排放模型以及氮循环模型。其模拟自然湿地甲烷排放的效果优于国际同类模型。这些模型被联合国开发计划署和IPCC推荐为制定国家农田温室气体排放清单的最优方法。

3)典型陆地生态系统温室气体排放过程与规律研究取得重大进展。揭示了中国农田的碳汇功能,此结果被作为中国陆地碳收支的一部分发表于Nature,纠正了国际学术界关于中国农田是重要碳排放源的不正确认识。发现过度放牧可明显削弱半干旱草原对大气温室气体甲烷的吸收,但却同时也显著削减该生态系统对另一种温室气体氧化亚氮的排放。

4)建立了国家尺度的大气边界层物理和大气化学综合观测网。针对国家和地区经济发展过程中突显出来的区域环境问题,在全国范围内建立了国家尺度大气边界层物理和大气化学相结合的综合观测网,实现了单点观测到多点区域联网综合观测研究的跨越。为大气边界层物理、大气化学、环境科学及地球生物化学等学科研究积累了大量基础性科学观测数据,尤其在协助奥组委和北京市政府制定奥运会空气质量保障措施等方面起到了不可替代的作用。

该成果在国际高水平期刊上发表了200余篇论文,其中在影响因子大于2的期刊上发表90余篇,还有两篇论文在Nature上发表,在国际上产生了重要影响。

大气化学和大气环境过程机理与预报研究不但在科学前沿探索方面取得了丰硕成果,同时也为解决国家重大需求提供了有力的科学支撑,主要包括:建立了国家尺度大气边界层物理和大气化学相结合的综合观测网,在协助奥组委和北京市政府制定奥运会空气质量保障措施等方面起到了不可替代的作用;空气质量多模式集合预报系统已被选为北京、上海等环保局空气质量数值预报业务系统,为北京奥运会和上海世博会提供了首选的实时数值预报工具,准确预报了奥运北京空气质量及其演变趋势,并继续为后奥运时期北京空气质量业务预报发挥着重要作用,为我国赢得了广泛的国际赞誉;阐明了我国农田土壤总体上是大气二氧化碳的吸收汇,否定了国外认定为碳源的观点,为维护国家有关重大利益做出了贡献;基于过程机理的深入研究和自行研制模式的先进性,我所被国家选定为唯一编制中国农田温室气体排放清单的机构。

(三)国际化建设成绩斐然

大气所将推进国际交流合作作为重点任务之一,实施国际化建设已经成为大气所发展的重要措施,国际化建设在提升研究所的国际地位、人才培养、科学交流、重大科研成果产出等方面发挥了重要作用,促进了研究所冲刺世界一流水平,提升了研究所的国际竞争能力。

1、举办国际会议。研究所每年都举办若干国际会议,同时支持研究所各学科领域研究机构主办国际学术论坛,不断提高学科的国际声誉。自2001年起,研究所和研究机构每年举办的各类国际学术会议在十几次以上,会议主题覆盖了大气科学、海洋科学的许多领域。国际会议呈现出规模大,水准高,国际影响力大的特点。如2013年,大气所成功举办了17个国际会议:第十二届CTWF国际气候论坛“发展中国家业务化海洋学”国际研讨会、北京全球变化国际研讨会、第九届国际二氧化碳大会、第二届中美气象研讨会、第八届中俄大气物理、气候与环境研讨会、NZC成立十周年国际学术研讨会、未来地球计划在中国国际研讨会、中芬生态系统与气候变化合作项目中期学术研讨会、与英国哈德利中心合办的第一届中英双边研讨会、CLIVAR亚澳季风委员会第13次会议、亚洲季风年开放科学大会、CAS-TWAS国际气候与环境科学中心极端天气与气候事件国际培训班、国际气候委员会年代际气候变率和跨尺度相互作用专家评估学术研讨会、第三届亚洲模式比较计划(MICS-Asia III)第四次东亚大气模拟研究国际研讨会、干旱区遥感及生态水文研究培训班等,其中,第九届国际二氧化碳大会吸引了来自中国、美国、日本、德国、英国、法国等全球31个国家和地区的科研和业务机构近500名科学家参加,被认为是国际碳循环研究领域最重要的系列会议。

为推动全球变化项目成果交流,提升我国应对全球气候变化的研究能力和国际影响力,召开了北京全球变化国际研讨会,来自美国、加拿大、英国、德国等国家和地区的400多名国内外专家和学者出席会议,其中有多位全球变化研究领域的国际顶尖著名专家。会议围绕全球变化和可持续发展主题进行了全球变化的规律和机理研究、人类活动对全球变化的影响研究、气候变化的影响及适应研究、综合观测和地球系统模式研究等四个方面的探讨,为进一步提升我国应对全球气候变化的研究能力和国际影响力起到了积极作用。

2、积极拓展新的国际交流平台,推进国际交流合作。大气所谋划与世界一流科研机构的深度战略合作,切实提高了大气所学术水平和国际影响力;鼓励科技人员主持、策划、参与重大国际科研项目,积极培育具有高影响力的国际合作科研成果。大气所与国外机构和大学签署合作协议,与美国、俄罗斯、日本、韩国、巴基斯坦、泰国、菲律宾、蒙古、德国、挪威、芬兰、英国、法国、比利时、捷克、荷兰、澳大利亚、新西兰等国家的在研国际合作项目二十余项。如季风亚洲全球变化区域集成研究计划国际项目(MAIRS)、大气组成变化及其影响与对策研究、中-澳科技战略合作项目季风系统及气候变化对水资源的影响、中挪重大国际合作项目East Asia DecCen以及中美亚洲和北美半干旱区大气-植被-水相互作用的比较研究等国际合作研究项目。其中,MAIRS2012年底转入未来地球计划的在研项目以来,通过与其他国家合作,申请了一批相关国际国内科研合作项目,建立了MAIRS海岸带城市工作组、高山带工作组、干旱-半干旱带工作组以及区域模型等4个工作组,发展了覆盖亚洲及其他国家的MAIRS研究网络。科技部重点国际合作项目“大气组成变化及其影响与对策研究”,在国内率先建立了CIMEL光度计天空散射辐射室内标定的方法和流程,为今后网络化地基观测气溶胶光学特性奠定了可靠支撑作用。以我所国际气候与环境科学中心(ICCES)为依托单位的TWAS优秀中心于20136月正式成立,获得年度经费220万元,成为首批启动的CAS-TWAS优秀中心之一。

3、加强国际间的人员交流与人才培养。研究所大力培养国际化人才,支持青年科技人员赴海外进修、访问、讲学和参加国际会议。此外,加大海外高层次人才引进力度,通过各种灵活方式吸引一批优秀人才来所工作。

大气所年出访任务在100-300项,有几百人次出访参加国际会议及合作研究访问,2013年达到530人次,外宾来访460人次;通过国外博士,特聘外籍客座教授引进人才,研究所还与国外联合培养研究生、招收国外留学生。

4、在相关国际组织任职。大气所的科学家有的担任IAMAS提名委员会主席、CLIVAR亚澳季风委员会(AAMP)联合主席、WCRP中国委员会主席;有的担任国际动力气象委员会(ICDM)委员、WCRP/SPARCSSiRC 科学委员会委员、JGR-A/AGU副责编;世界气候研究计划(CNC-WCRP)中国委员会主席、IUGG“气候与环境变化联盟委员会(CCEC)副主席。还有不少科学家成为Atmospheric Environment杂志编委、The Scientific World Journal杂志编委、IPCC农业领域(Agriculture factor –Emission Factor Databases ( EFDB))编委等,目前大气所科学家在45个国际组织任职,26个国际期刊任职。

在“十一五”期间,大气所共承担国际合作项目140多项,提出并领导了4个重大国际计划,包括:季风亚洲全球变化区域集成研究计划项目(MARIS),亚洲区域气候模拟比较计划(RMIP)以及沙尘模式国际比较计划(DMIP)、亚洲空气质量模式国际比较计划(MICS-Asia II)等,国际项目经费大约是“十五”期间的3倍;与国外科研机构签署18项合作协议;

与俄罗斯大气所合作共建联合实验室;建立了与美国俄克拉何马大学有关中尺度气象和气候方面的合作;与德国Karlsruhe研究中心的合作取得了瞩目的研究成果;和挪威科研机构的合作取得了系统性的研究成果;举办了67次重要的国际会议;出访1300多人次,来访2300多人次,互访人次比“十五”增加30%以上;在重要国际组织任重要职位的成员明显增加,总任职人数为58人次;联合培养了大批优秀的青年科技人才。国际合作成果显著,2006年,我所被评为中国科学院国际合作优秀工作集体(全院京区1个)。

 

第五章  新的起航,再创辉煌2014-2017年)

2014年,大气所完成了研究所行政领导班子和党委班子的换届工作。朱江研究员任所长,陈洪滨研究员任党委书记。此后几年,在朱江所长主持下,新任领导班子按照中国科学院实施“率先行动”计划总体部署,积极参与实施研究所分类改革,进一步凝练科技目标、优化科研布局,制定了研究所“十三五”规划,规划中提出了“一三五”发展目标。继续推进 “十二五”“十三五”战略规划任务的落实,为今后的科学发展奠定了良好基础,产出若干重大科研成果,打造一支高水平人才队伍,大力推动成果转移转化并服务于国家需求,推进“地球系统数值模拟装置”国家大科学装置建设,研究所科技创新能力不断提高,整体实力进一步增强,为实现建成具有重要影响力、吸引力和竞争力的国际一流科研机构打下坚实的基础。

2014年,“气候预测的若干新理论与新方法研究”项目成果荣获2014年度国家自然科学二等奖。气候模式模拟研究成果在《Nature》上发表。曾庆存院士当选美国气象学会荣誉会员;王会军院士当选中国气象学会第二十八届理事会理事长;朱江研究员负责的“区域环境分辩率数值模拟”项目获批中科院“创新国际团队”项目;黄刚研究员获国家杰出青年基金;王林博士获国家优青基金并入选中科院“卓越青年科学家”。

2015年,在中科院组织的院属研究所十二五验收工作中,重大突破方向亚澳印太泛亚澳季风区气候系统动力学研究以及重点培育方向气候异常预测新理论和新方法典型陆地生态系统的地气碳氮交换和模型研究被评为优秀。陆日宇获得韩国环境部部长奖;段晚锁获得国家杰出青年基金支持;丁瑞强、孙建奇获得国家优秀青年基金资助;圆满完成两个国家重点实验室LASGLAPC的国家评估工作,LASG再次荣获优秀,LAPC以名列前茅的成绩获得良好的成绩。全球气候变化与环境科学研究中心项目大楼结构封顶。

2017年“嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)自主研制与应用”获国家科学技术进步二等奖;“科学家带你去探险’系列丛书”项目荣获2017年度国家科学技术进步奖二等奖(科普类)。 

一、   继续凝练科技目标,制定发展战略

研究所制定了 “十三五”规划,规划中提出了“一三五”发展目标,即一个定位,三个重大突破,(五+一)个重点培育方向。

一个定位: 研究和探索地球大气中和大气与周边环境相互作用中的物理、化学、生物、人文过程的新规律;提供天气、气候和环境监测、预测和调控的先进理论、方法和技术;持续增强科技创新能力的建设,创新跨越,以建设国际一流的大气科学研究机构为目标,面向世界科技前沿、面向国家重大需求、面向国民经济主战场,力争为国家做出一批有实质性创新贡献的重大科研成果。造就本领域的一流人才;服务于经济和社会的可持续发展和国家安全。

与“十二五”规划中的“一三五”发展目标不同的是,在研究所定位中提出了“持续增强科技创新能力的建设,......,力争为国家做出一批有实质性创新贡献的重大科研成果。”

 突破一:气候系统动力学与气候多时间尺度预测通过对青藏高原和东亚季风的相关研究、开展年代际气候预测试验、研究可预报性理论、发展资料同化系统和气候集合预测系统等的集成研究,建立季内、年际和年代际尺度东亚气候变化的预测系统,实现多尺度东亚气候预测水平的显著提高。

 突破二:区域高精度大气环境动力学预测系统研制与应用研发我国全球多尺度全耦合空气质量预报模式;研制区域高精度大气环境动力学预测系统;形成天地一体化监测能力和示范平台;实现120小时以上精细预报能力和优化控制方案;建立全国-重点区域大气复合污染特征再分析基础数据库,形成科学支撑我国大气复合污染的预报预警技术体系及模式系统。

突破三:地球系统模式发展与全球气候变化 改进中国科学院地球系统模式(CAS-ESM);开展CAS-ESM各分量模式的全耦合模拟试验,实现模式在短期气候预测及气候变化研究中的应用;定量评估人类活动对全球及区域气候环境的影响;实现观测系统对模式物理过程参数化改进的有效支撑。建成中国科学院地球系统模式的改进版本(CAS-ESM2.0),探索地球系统各圈层之间的相互作用,认识生态和环境系统与气候系统的相互作用及其反馈机理;模式模拟和预估结果参加IPCC第六次科学评估报告。

重点培育方向一:极端气候的变化特征及机理。深入开展东亚地区极端气候变化特征研究,揭示影响极端气候的主要气候因子;研究自然强迫、人类活动等不同因子对东亚极端气候变化的可能影响;发展适合于该地区极端气候的动力降尺度方法,并开展高分辨率模拟,预估该地区未来极端气候的可能变化及不确定性,预估给出极端气候未来10~30年可能变化及不确定性。

重点培育方向二:中层大气基本过程及其天气气候效应研究。验证卫星产品并改进遥感算法,改进全大气层数值模式,深入研究平流层环流异常模态对对流层天气过程的预报指示性作用,以及自然过程与人类活动对平流层与对流层气候环境的不同影响。科学评估亚洲季风区平流层-对流层物质交换对全球气候环境的影响;改进平流层重要大气过程模块,提出平流层环流异常在对流层天气过程预报中的指示性因子,建立平流层大气环境参数预报模型。整体研究进入国际前列。

重点培育方向三:强对流天气系统的形成和组织化机理以及预报。开展外场观测,揭示强对流系统的热力、动力结构与云物理的精细结构;开展强对流天气系统的发生、发展规律和维持机理、环流背景条件以及局地雷暴过程触发与组织化机理等方面的研究;研究适合我国降水云系的云物理参数化方案、微物理过程与动力过程的相互作用及其对系统维持和发展的影响等。发展强对流天气预报相关新方法,适时开展业务应用试验和转化。

重点培育方向四:碳氮循环与陆气碳氮交换规律及其机理。建立最先进的陆气交换通量测量方法;探索碳氮迁移转化的时空变化规律与机理;揭示碳氮迁移转化对人类活动变化、环境变化和气候变化的响应规律与机理;升级自主碳氮循环过程模型;构建陆表-大气交换通量与大气浓度数据的同化系统;依托过程模型编制陆气碳氮气体交换通量清单;系统评估大气CO2浓度与陆气通量变化对区域及全球气候变化的影响,形成集观测分析技术方法研发、过程机理探索、过程模型研制、模拟试验研究于一体的多学科交叉创新体系,竞争优势得到进一步强化。

重点培育方向五:大气探测技术和平台。 研发大气多要素探测新技术和数据分析应用新方法,建设空基-天基-地基三维立体的全大气层观测和遥感平台和技术。为获取全大气层基础数据,揭示大气动力、物理、化学过程演变规律及其对气候变化的影响提供新型观测手段和数据积累,支撑天气、气候及环境变化研究;为临近空间的开发利用、国家安全、环境外交和国家可持续发展提供先进的大气环境探测技术。

重点培育方向六: 区域气候环境变化与有序适应。研究土地覆盖变化、人类活动和自然过程对东亚区域气候环境的影响机制,预估东亚区域未来10-30年区域气候环境的变化。通过区域气候环境模拟,探索人类社会发展与气候环境的相互作用,建立地球系统区域模式。完成一套定量评估人类活动影响区域气候环境变化的方法体系;建立干旱集合预报系统;建立以黄河流域为对象的有序适应气候变化研究范例,在区域气候机理及适应气候变化的理论和方法有所突破。

为了实现上述发展目标,提出了一些重大改革举措与保障措施,其中包括加强研究所发展战略研究,人才队伍建设,发展支撑平台建设,体制机制改革,加强国际合作与交流和完善科技评价体系等。

 

二、全面部署实施“十二五”和“十三五”规划,努力实现“一三五”发展目标,各项事业取得新成果

将“一三五”发展目标落实到项目、队伍、平台和管理上,全面推进规划部署实施。

1、积极参与国家重大科技规划和指南的制定,进一步提高承担国家重大科技任务的能力。同时,密切关注新的重大科技任务政策和指南,积极组织申报国家重大科技基础设施项目、国家重点研发计划、院重点部署项目、行业重大专项以及国家重大科技基础设施、国家“十三五”平台建设项目等。

积极承担国家重大科技任务,主持的重大科研项目逐年增加。主持973项目、863项目、基金重大科研仪器设备研制专项、基金创新群体研究项目、基金重点项目以及我院先导专项等一批重大科研项目,获得各类重大重点科技项目合同经费保持稳步发展的势头,每年获得各类科研项目经费达3个亿以上,2017年达到3.97个亿。此外,地球系统数值模拟装置申报工作完成大部分工作,进入最后的审批阶段。同时,积极申报国家“十三五”科教基础设施规划项目-京津冀雾霾观测及防治关键技术研发创新平台。

2、科研工作取得新进展,圆满完成了各项科研任务。在中科院组织的院属研究所十二五验收工作中,重大突破方向亚澳印太泛亚澳季风区气候系统动力学研究以及重点培育方向气候异常预测新理论和新方法典型陆地生态系统的地气碳氮交换和模型研究被评为优秀。作为我院首批验收的中科院战略性先导科技专项(A类),“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”专项顺利通过结题验收;承担的中科院战略性先导科技专项(B类)“大气灰霾追因与控制”两个项目的科研成果有力支撑了国家重污染天气预报预警体系建设与实践;973项目“典型流域陆地生态系统-大气碳氮气体交换关键过程、规律与调控原理”和“全球典型干旱半干旱地区年代尺度气候变化机理及影响研究”顺利结题,取得重要进展。基金群体项目“地气碳氮交换及其与气候的相互作用”项目获得重要研究成果。

在“一三五”国际诊断评估中,专家组一致认为,大气所是一所具有国际水准、站在科学研究前沿的世界级研究所。其中有的突破被认为是具有国际领先水平,有的突破和培育方向被认为具备很强的国际影响力。

3、几年荣获多项科技成果奖,“气候预测的若干新理论与新方法研究”项目成果荣获2014年度国家自然科学二等奖,“嵌套网格空气质量预报模式(NAQPMS)自主研制与应用”获国家科学技术进步二等奖;“科学家带你去探险’系列丛书”项目荣获2017年度国家科学技术进步奖二等奖;“复杂大气环境作战保障装备及应用”获国家科学技术进步二等奖。根据《自然》出版集团201412月发布的“自然指数”,中科院WFC指数在全球科研机构中名列第一,大气所在中科院地球和环境领域的贡献最高(贡献了1/4的分值),在中科院所有研究所中“研究效率”排名第三。

4、科技论文产出以提高质量为导向,科研成果产出更加具有集成和系统性。进一步提高原始创新能力,努力为国家解决一批关键科学问题。近几年,高质量论文的比例逐年提高,影响力进一步增强,在国内外期刊上发表的科技SCI(E)论文每年都在500篇以上, 利用气候模式开展模拟研究成果在《Nature》上发表。根据《自然》出版集团201412月发布的“自然指数”,中科院WFC指数在全球科研机构中名列第一,大气所在中科院地球和环境领域的贡献最高(贡献了1/4的分值),在中科院所有研究所中“研究效率”排名第三。此外,出版专著13部,获发明专利授权13项,实用新型专利3项,登记国家版权局软件著作权49项。

5、队伍建设以引进与自主培养相结合,优化队伍结构,着力培养领军人才、杰出青年人才和具有创新能力的年轻科技人员队伍。为保证“一三五” 发展目标的实现,研究所投了大量的人力物力,集中优势力量,参与人员近500人。6、更加广泛和具有实效地开展国际国内合作。加强与国际一流研究机构的合作,国际交流活跃,每年举办20个左右国际会议,吸进数千外国专家参会交流;国际合作项目执行顺利;多个国际组织挂靠大气所,包括中委会CNC-FUTURE EARTH CNC-IUGGCNC-IAMASCNC-WCRP等;国际间人员交流活跃,科研人员在重要国际组织任职增多,目前共有70个左右国际组织任职和60多个左右国际期刊任职。在2015年“十二五”评估中“国际合作”被评为亮点工作;国内合作方面,建立创新发展联动机制,与业务部门、高校、科研院所、国防部门、地方等开展有效的合作与交流,服务于国家需求,2014年以来,成果转移转化和产业化工作取得较大进展,2015年转化达7000万。

7、加强科研支撑平台建设。在加强以地球系统数值模拟平台、移动或固定大气探测实验平台、大气化学分析测试平台和野外台站综合观测平台为主体的大气科学技术支撑体系的建设的基础上,2014年以来,在地球系统模拟装置、京津冀大气环境与物理化学前沿交叉研究平台(北京怀柔国家科学中心)建设方面,取得实质性进展,积极参与国家大科学中心的筹建工作,启动并完成了大装置预研及原型系统建设项目,地球系统模拟装置建设开工。同时圆满完成两个国家重点实验室LASGLAPC的国家评估工作,LASG再次荣获优秀,LAPC以名列前茅的成绩获得良好的成绩。ICCES获批筹建中国科学院重点实验室。LAGEORCE-TEA顺利通过院重点实验室评估。 全球气候变化与环境科学研究中心项目大楼建成投入使用。

 

九十载历程,风云铸华章。往年的辉煌虽然已成为历史和过去,但它蕴含着老一辈科学家艰苦创业和无私奉献的精神和近代、当代科学家继承大气所优秀文化传统,顽强拼搏、锐意创新、敢为人先的优秀品质。正是这种精神和品质激励着我们更加奋进,也正是这种精神、品质和智慧的结合凝聚成集体的力量,将继续创造大气物理研究所新的辉煌。

大气物理研究所作为我国大气科学研究的国家队,肩负着历史的重托。让我们弘扬中国科学院“科学  民主  爱国  奉献”的优良传统和“唯实  求真  协力  创新”的院风,发扬“创新、协作、进步” IAP精神,团结协作、追求真理、勇攀高峰、为我国大气科学跻身世界先进行列,为把大气物理研究所发展成为世界一流的国际大气科学综合研究中心而继续努力奋斗。

 

 

                                 中国科学院大气物理研究所

                                     20181025

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