关于国内大气科学学科发展状况的几点认识

在应对气候变化、气象防灾减灾和生态环境保护等国家重大战略需求的指引下，当前国内大气科学学科蓬勃发展，许多学校新开设了大气科学学科或在原有基础上进一步扩大了学科规模。其中南京大学的大气科学学科历史悠久、底蕴深厚，表现出旺盛的生命力。南京信息工程大学学科规模大，方向广，体系完备，被誉为中国气象人才摇篮。北京大学和复旦大学人才实力雄厚。中山大学大气科学学科立足南海优势，近几年发展迅猛。兰州大学则具有西部特色。大气科学学科的国际一流高校主要有科罗拉多大学、华盛顿大学西雅图分校和雷丁大学等，他们注重学科交叉，关注前沿热点，且各自在某一领域重点发展。与国际一流高校相比，国内的大气科学学科交叉不够广泛深入，对于国际热点科学问题的关注度还不够，同时对于信息智能等新技术的前沿应用还有待加强。未来，国内大气科学学科发展需要紧紧把握二十大指导思想，加强学科交叉，扩大国际合作交流，重视人才资源的战略性地位，并进一步加强观测能力建设，谋求更高的国际影响力。

一、国内高校大气科学学科发展现状

大气科学是研究大气的各种现象（包括人类活动对它的影响），这些现象的演变规律，以及如何利用这些规律为人类服务的一门学科。其研究对象并不仅仅局限于大气圈层本身，而是会延伸到大气圈层与其他圈层的相互作用。大气科学的主要分支学科方向有气候学、天气学、大气物理学、大气化学、大气探测和应用气象学等，其研究成果可以服务于全球天气气候和环境变化、灾害性天气事件发生机理和预报预测、大气污染防治和生态环境保护，是一个为民生和社会可持续发展提供有力科学支持的充满活力的学科。目前国内开设大气科学学科的主要高校有南京大学、南京信息工程大学、北京大学、复旦大学、中山大学、兰州大学、成都信息工程大学、云南大学和国防科技大学等。

南京大学是国内最早开设气象学内容课程的学校之一，全国最早的地学系也建立于此，其学科建设和发展时间序列完整，拥有深厚的民国时期气象学的历史积淀，渊源可上溯至两江师范学院。1903年清政府在《奏定优等师范学堂章程》中规定物理课中必须包括气象学内容。南京大学气象学发展在三江及两江优等师范学堂时期已初显雏形，但当时的教材及教员基本来自日本，国内无专业的气象工作者。直至1920年秋，竺可桢先生在南京高等师范学校开始讲授近代气象学课程，至1924年，地学系分为地理组、地质组和气象组，其中气象组成为我国最早的气象学专业，确立了发展气象科学，培养气象人才的目标。在竺可桢先生的领导下，南京大学的气象学才逐渐起步，并逐渐发展成为现代意义的大气科学学科。作为我国现代气象教育的发祥地，南京大学大气科学学科自1924年成立以来，已有近百年的历史，为我国的气象、水利、环保、民航和国防事业培养了7000余名优秀人才。天气动力学、气候动力学和大气物理學是南京大学大气科学学科的传统优势和特色。近些年，南京大学大气科学瞄准世界科学前沿，形成了天气气候与空气污染相互作用、气候和全球变化影响和应对等交叉新兴学科方向，有力拓宽了学科内涵。在大气污染成因和治理、台风动力学、雷达气象、中纬度气候动力学、气候预测等关系防灾减灾、生态文明建设等国家需求的领域也取得了一系列具有重要影响的创新成果，学科布局覆盖了从局地-城市-区域-中国-亚洲-全球的多尺度科学问题。

南京信息工程大学是一所以大气科学为核心学科的行业特色高校，其学科规模大，专业特色鲜明，被誉为“中国气象人才培养的摇篮”。相关学院有大气科学学院、大气物理学院、应用气象学院、海洋科学学院和水文与水资源工程学院，此外还拥有“长望学院”“龙山书院”“雷丁学院”“藕舫学院”等跨学科跨专业的学院，分别培养拔尖创新人才、具有跨学科知识的复合型人才、国际化人才和创新创业人才。其相对稳定并具特色的研究方向主要有大气环流及其动力过程、季风与海陆气相互作用、数值模式与气候预测、气象资料处理与同化应用、中尺度气象与台风以及气候变化与区域响应。

北京大学的大气科学学科隶属于大气和海洋科学系，其科学定位是研究大气、海洋和海-气耦合气候系统中的重大基础和核心前沿问题。北京大学的学术氛围相对独立开放，且长聘制度提供的制度土壤有利于新入职青年教师的快速成长。北京大学大气科学学科的优势不是传统气象学方向，而是古气候、行星大气和大气化学等新兴学科方向。在科研产出上，北大发表论文的篇均引用次数较多，科研质量较高。教师队伍也以中青年教师为主，且多数在海外获得博士学位。博士生数量多，生源好，博导带领的博士生团队是科研产出的主力军。

复旦大学大气科学学科近几年发展迅猛，已经由原先的大气科学研究院成立了大气与海洋科学系，包括环境系的大气环境方向，主要研究方向有气象与大气环境、气候与气候变化、物理海洋与海洋气象。复旦大学注重人才队伍建设，领军人才较多，拥有2位院士，且人才队伍扩张非常迅速，目前已建立了较完备的人才培养体系，自2018年开始招收本科生。

中山大学大气科学学院下设气象系、大气物理与化学系、大气海洋系和空间天气系4个学系，拥有广东省气候变化与自然灾害研究重点实验室、大湾区大气化学与环境污染研究院、南海观测预警平台、多尺度天气气候和环境生态数值模拟平台和热带大气海洋系统科学粤港澳联合实验室。其以热带海洋气候（南海）为特色，着力于海洋和陆基观测平台建设，包括我国最大海洋综合科考实习船“中山大学”号。采取服务国家的发展战略，服务于“一带一路”、南海战略和粤港澳大湾区建设。近几年，其围绕热带海洋大气学科，坚持人才兴院战略，人才规模成长迅速，拥有大批的优秀年轻学者。在国际合作方面，“Future Earth”-未来地球计划中国委员会秘书处落户中大，且其承办了联合国政府间气候变化专门委员会等。

兰州大学的大气科学学科具有西部特色，优势方向在于干旱气候变化、对流层大气物理与环境、资料同化与数值模拟。兰州大学引进了“泛三极计划”首席姚檀栋双聘院士，整合大气、地理等地学相关学科成立了“泛第三极生态环境与气候变化前沿科学中心”和“一带一路”协同创新中心。

二、国外高校大气科学学科发展情况

大气科学学科的国际一流高校主要有科罗拉多大学、华盛顿大学西雅图分校和雷丁大学等。其中科罗拉多大学的研究方向主要涉及大气与海洋动力学、大气化学与物理、化学和物理海洋学、云和气溶胶、行星大气、辐射传输和遥感、冰冻圈等，其注重学科交叉研究，在水文学、北极和高山研究以及大气和空间物理方面都有一定的研究力量，科罗拉多大学的课程设置分得很细，专业性强，注重实验教学和课堂讨论，关于大气科学的专业类课程就有46门。华盛顿大学西雅图分校的研究方向涉及大气化学、大气动力学、边界层过程、云和气溶胶、冰川学和行星大气、云动力学、降水过程、风暴等，其与太平洋海洋环境实验室有密切合作。

在中尺度灾害性天气方向，科罗拉多州立大学拥有美国国家级的雷达基地—CHILL雷达，是美国雷达气象的主要研究中心。美国俄克拉荷马大学拥有美国目前最大的雷达研究中心，发展了先进相控阵雷达、成像雷达等系统。怀俄明大学拥有自己的观测飞机，可以实现用飞机观测云和降水的微物理特征。英国的雷丁大学从模式的模拟、资料同化、预报到灾害的影响等方向均有相对完备的研究力量。总的来说，国际上各单位都是在某一类观测上重点发展，如科罗拉多州立大学和俄克拉荷马大学都是重点发展雷达，均有国家级的雷达观测平台，围绕雷达系统设计、电磁波理论、云降水物理、强对流和台风等不同方向开展研究。怀俄明大学则是重点发展飞机观测，研究领域包括仪器原理和关键技术、雷达和卫星遥感理论、模式模拟、资料同化、灾害影响评估、火星大气、极地和北极气象学、大数据和机器学习等。气候学方向当今国际上的研究前沿为气候无缝隙预测、气候變化及其适应，相关的国际计划主要有IPCC、Future Earth等。大气物理与大气环境方向的国外优势单位主要有赫尔辛基大学、华盛顿大学、雷丁大学、德州农工大学和利兹大学，这些单位在该方向的实力强劲，目前研究的国际前沿问题是大气和地球系统关键过程的观测、理解和模拟。

三、国内高校大气科学学科发展的几点不足

与国际一流高校大气科学学科相比，国内大气科学学科交叉的深度和广度仍需加强，在水文、海洋、生态文明、健康等领域的交叉研究不够。对水资源、海岸线、海水、山地计划、人类命运共同体、冰川和三极等国际热点议题的关注度欠缺，对人类命运共同体、生态文明建设、天气防灾减灾和“碳中和”等国家重大需求问题的研究力度不够，对大数据、信息化、智能化、遥感技术等新技术新前沿的考虑不够。导致在论文的影响力上与国外仍有较大差距，科研成果显示度不够，科研上的重大创新还有待进一步突破。

此外，课程设置上偏于老化，缺乏关于学科前沿科学热点和学科交叉科学问题的讲授，且实操实践类的课程设置较少，讲课方式过于传统，停留于书本的理论传授，缺乏生动的课堂演示和自由的探讨环节。

国际化水平和国际影响力需提高。国内的大气学科参与国际化重大工程和项目较少，所以国际话语权有待提高，此外国际化人才培养体系尚不够完善，课程设置缺乏国际化理念，全英文课程建设还不成体系。

四、在二十大报告指引下，未来国内高校大气科学学科的发展方向

党的二十大报告指出，未来要加强基础学科、新兴学科、交叉学科建设，加快建设中国特色、世界一流的大学和优势学科。因此，学科交叉是大气科学学科进一步内涵式发展的第一要义。子学科内涵发展与子学科的交叉可以作为学科提升的突破口，在传统优势基础上拓展学科交叉的深度和广度，进一步关注交叉和新兴学科方向，促进大气与生态、社会、人文、城市规划等学科的交叉，拓宽学科内涵。建立不同院校间的学术交流平台，鼓励不同方向教师之间的学术交流，促进分支学科方向的交叉和团队合作，鼓励中青年科学家立足国际热点和国家重大需求等问题开展交叉研究。此外，可以进一步发挥数据科学和人工智能等技术对于新兴学科发展的支撑作用，发展人工智能与气象学，应对国家“双碳”战略目标，发展“气象+新能源”，从而形成新的学科增长点。

二十大报告指出，未来需要进一步扩大国际科技交流合作，加强国际化科研环境建设，形成具有全球竞争力的开放创新生态。因此，更高水平的国际合作是未来国内大气科学学科发展的一大重要支点。全球化时代国际合作是推动科技创新、提升人才培养质量和应对天气、气候和环境变化的重要途径。未来需要进一步与国外一流科研机构开展深入地和实质性地合作交流，短期引进国际学术大师开展合作，并鼓励年轻教师到海外进行1～2年的短期合作，从而进一步提升科研的协同创新能力。同时，进一步鼓励中青年教师在重要国际组织中任职，建立起一支具有国际视野的高水平科研队伍，提升学科国际影响力。未来相当一段时间，以全球变暖为特征的全球气候变化问题仍然是当前人类社会面临的重大挑战，也是天然的国际合作主题，未来国内高校需要积极主导，与国际一流高校围绕相关主题开展联合科学研究以及人才培养合作。

党的二十大报告还指出，教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。其中，科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。因此，未来需要进一步强化人才在学科发展中的战略性地位，进一步优化指挥棒，以评价体系的改革激发人才队伍的创新活力，立足“反五唯”思想，更加注重成果的质量，而不是数量，更加注重人才的实际贡献，而不是资历，鼓励论文要写在祖国的大地上，从而进一步激发青年教师的工作热情、提高其科研追求、明确其努力的方向。加强对于国际一流人才的引进力度，培养和引进一批在国内外有影响力的学术大师和有顶尖科研水平的青年教师人才，形成多支引领学科方向的顶尖学术团队，从制度层面做好改革，为国际一流人才提供更好的制度土壤。

大气科学学科的发展离不开第一手观测资料的获取，观测能力的提升可以说是目前国内大气科学学科发展的“卡脖子”问题。基础建设能力的提升可以支撑国际前沿研究成果的产出，高质量的第一手观测资料也是原创性重大科学发现的重要基础。未来国内大气科学学科发展方向可以以重大观测平台建设作为重点任务，加强国家重大科技基础设施建设，以促进整个学科发展，并更好地服务国家和地方重大科技需求。

（陈楚，南京大学大气科学学院行政学科秘书、研究生辅导员。）