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：D0501 天氣學

孟智勇 梁旭東

1 北京大學物理學院大氣與海洋科學系, 北京100871

2 中國氣象科學研究院, 北京100081

1 引言

國家自然科學基金申請代碼是國家自然科學基金委員會（簡稱“自然科學基金委”）為便于項目受理和評審，以學科體系為框架，針對科學研究設置的多層次、綜合性的編碼體系（劉哲等, 2020）。申請代碼的布局不僅面向項目申請和評審，還關系到學科布局和知識體系建設。為了助力構建源于知識體系邏輯結構、促進知識與應用融通的學科布局，2019 年自然科學基金委地球科學部地球科學五處（大氣科學學科，簡稱“大氣學科”）調整了二級申請代碼（簡稱“申請代碼”），按照“分支學科”“支撐技術”和“發展領域”三個板塊把原有的15 個申請代碼做了整合與優化，基本上解決了原有代碼的邏輯結構不自洽、分支學科不完整、與地球科學頂層設計脫節等弊端。

D0501 天氣學屬于分支學科板塊，由原代碼D0505 的天氣學與天氣預報調整而來，而原代碼中天氣預報部分則調整帶支撐技術板塊二級申請代碼D0511 大氣數值模式發展。2019 年，通過廣泛征求天氣學領域專家的意見，開展專家研討和論證，形成了天氣學的6 個研究方向和相對應的關鍵詞，并于2020 年開始實施。2020 版又根據2020 年關鍵詞的使用情況和專家建議做了微調。2022 年，大氣學科組織申請代碼和關鍵詞工作組專家針對2020 版大氣學科下設的15 個二級申請代碼及相關研究方向、關鍵詞進行解讀，以幫助申請人準確選擇吻合申請書內容和研究領域的申請代碼、研究方向和關鍵詞，這將有利于智能輔助指派系統精確匹配評審專家以及后期學科發展狀況的輔助分析和決策。

2 總體框架

天氣學申請代碼D0501 下的研究方向是根據天氣學研究的特點確定的。大氣科學是研究地球和行星大氣中發生的各種現象及其變化規律進而利用這些規律為社會服務的學科。天氣學尤其如此，天氣學主要研究大氣中各種天氣現象的演變規律、生消條件、能量來源、相互作用等的物理機制，以及天氣分析預報原理和方法。其研究對象包括多種時空尺度的天氣系統及其造成的天氣現象，以及這些研究對象的結構、演變及其背后的物理過程和預報方法（孟智勇等, 2019）。

天氣學的研究對象包含天氣現象和天氣系統。天氣現象（或者天氣）指某地區距離地表較近的大氣層在短時間內的具體狀態。大氣中氣象要素的空間分布可表現為各種瞬息萬變的天氣現象。這些天氣現象的分布和變化是由不同時空尺度的天氣系統引起的。引起各種天氣變化和分布的高壓、低壓、高壓脊、低壓槽等具有典型特征的大氣運動系統稱為天氣系統。各種不同時空尺度的天氣系統相互交織、相互作用、外加地形影響表現為極為復雜的演變特征。

天氣學研究的終極目標是提高預報準確度，具有鮮明的服務社會特點。天氣預報已由原來的外推法（假定未來天氣系統的移動和變化與起始時刻的情況相同，也稱為持續性法）發展到目前主要基于各種觀測和理論發展的數值天氣預報時代。要提高某一種天氣現象的預報準確度，需要對該天氣過程的活動規律、三維熱力、動力和云微物理結構、發生發展消亡的時空演變特征及其背后的各種物理過程、預報應用技術幾個層面開展深入研究。

天氣學研究對象種類繁多，每個研究對象都有獨特的發生、發展規律，涉及到的物理過程復雜多樣，因而從內容上劃分為不同的研究方向是比較困難的。為了便于對研究進行分類，將天氣學申請代碼劃分為6 個研究方向，包括大尺度天氣系統、中小尺度天氣系統、災害性天氣、結構和演變機理、關鍵物理過程、預報理論與可預報性（表1，英文關鍵詞列表見表A1）。前3 個研究方向是按照研究對象做的分類，把天氣系統按尺度分為大尺度和中小尺度。災害性天氣方向包含不同尺度天氣系統造成的致災性天氣現象。所有這三類研究對象的結構和演變以及關鍵物理過程又劃分為兩個研究方向。最后一個研究方向側重預報技術應用。

表1 天氣學D0501 申請代碼的下設研究方向及關鍵詞Table 1 Research directions and keywords under the application code of synoptic meteorology (D0501)

目前6 個研究方向的劃分是與我國天氣學研究的現狀緊密相連的。天氣學的研究從20 世紀30 年代之前對各種天氣現象的定性描述為主，發展到目前的與動力氣象學、高性能計算和日新月異的觀測技術緊密結合的定量化研究。幾個研究方向里列的一些關鍵詞雖然屬于傳統研究內容，但是觀測手段和計算機技術的進步為這些古老的話題提供了前所未有深入研究的可能。尤其是大部分的中小尺度天氣系統和災害性天氣，其細致的三維熱力、動力和云微物理結構和關鍵物理過程認知還非常有限，導致數值模式的預報能力明顯不足。各種新型觀測數據的定量應用近幾年也才剛剛開始受到關注。

6 個研究方向里共有150 個關鍵詞可供選擇，力求全面、典型、前沿?？紤]包容性，每個方向的關鍵詞并不是完全互斥的，設置了一些包含關系的關鍵詞，比如鋒面之于梅雨鋒、極地天氣系統之于極渦、低渦之于冷渦、對流之于中尺度對流系統、降水之于短時強降水、低能見度之于大霧、強對流之于雷暴、強度變化之于強度突變、熱力過程之于非絕熱加熱、地形強迫之于高原影響、數值模擬之于大渦模擬等等。這主要是基于完整性的考慮，有的申請人可能關注的是一般意義上的某一類天氣系統或災害性天氣里的物理過程，而不是特別局限于某一種天氣系統或災害性天氣；有的申請人則是研究內容比較具體，聚焦于某一特定的種類。這種具有包含關系的設置使得申請人便于選擇相應的關鍵詞，又能夠凸顯一些關注度比較大或者前沿性的研究內容。

按照目前6 個方向的分類，申請人可以在前三個研究方向里選擇研究對象，在后三個研究方向里選擇要探討的機制過程或預報技術應用。這樣可以更好地指導科研人員更為便捷、準確地選擇合適的關鍵詞，也可以比較好地滿足邏輯性和包容性，避免關鍵詞在不同研究方向的重復，也比較方便未來關鍵詞的增減。

3 基于基金申請情況的關鍵詞統計分析

基于2020～2022 年天氣學申請代碼下關鍵詞使用情況看，少數申請人選擇自填關鍵詞，不利于申請書的精準指派。關鍵詞推薦列表的使用率在逐年提高，2022 年79%的關鍵詞被申請人使用。2020～2022 年每年的前20 個關鍵詞分布（圖1）也說明了這一點。2020 年有3 個關鍵詞不在推薦列表，2021 年和2022 年的高頻關鍵詞大多在推薦列表里，每年有2～3 個比較接近于推薦列表的關鍵詞。

推薦列表的關鍵詞基本能夠抓住學科領域多數申請人的關注點。天氣學領域的關注重點在中小尺度天氣系統、其造成的災害性天氣及其物理過程。每年以及三年總的申請書前20 個關鍵詞分布（圖1）表明，關注最多的天氣系統和災害性天氣為熱帶氣旋、中尺度對流系統、暴雨、極端降水、短時強降水、暖區暴雨、冷池和低空急流。關注比較多的結構和演變機理為動力結構、強度變化、熱力結構、對流觸發、日變化、形成機理、快速增強和水汽輸送。關注比較多的關鍵物理過程為多尺度相互作用、云微物理過程、地形強迫、動力過程。關注比較多的預報理論和可預報性方向為集合預報、可預報性、短臨預報。這一特點在這三年每個研究方向不少于4 次使用的關鍵詞列表（圖2）里也有明顯體現。

圖1 2020～2022 年天氣學申請書的前20 個關鍵詞使用情況。藍（紅）色代表在（不在）推薦列表里的關鍵詞，綠色代表與推薦列表的關鍵詞比較接近Fig.1 Usage of the top 20 keywords in the proposals in the synoptic meteorology from 2020 to 2022.The blue (red) color denotes the keywords included (not included) in the recommended list.The green color denotes keywords similar to those in the recommended list

圖2 2020～2022 年天氣學申請書各研究方向使用頻次不小于4 次的關鍵詞Fig.2 Keywords used at least four times in the proposals from all research directions in synoptic meteorology from 2020 to 2022

2022 年修訂關鍵詞里3 年均未被使用的關鍵詞共有32 個（圖3），包含24 個研究對象、4 個機理和物理過程、4 個預報技術。這些關鍵詞缺少關注的原因有幾個方面。一是屬于認知比較成熟的范疇，往往很少被作為關鍵詞，更多的可能是作為對其他天氣系統的影響背景。包括西風槽、極渦、副熱帶高壓、熱帶輻合帶、高空急流、干線、切變線、羅斯貝波、開爾文波、東風波。這些關鍵詞在未來不同系統相互作用的研究里是可能用到的。二是理論性比較強且認知有限的內容，包括渦旋波、渦旋羅斯貝波、慣性重力波、邊界層滾渦、不穩定性、波流相互作用、非線性過程。三是比較經典且空間尺度比較大的災害性天氣。這類災害性天氣的預報能力相對較高，可能是關注度較低的原因，包括持續性降水、寒潮、低溫陰雨、沙塵暴。這類天氣一旦出現，有可能會造成較大的社會影響。四是考慮了包容性因而與其他的關鍵詞有一定的重疊。包括氣旋、中尺度低渦、低能見度。氣旋與低渦、冷渦、極渦、切斷低壓有重疊，中尺度低渦與低渦、中尺度低壓、中小尺度渦旋、熱帶氣旋有重疊。低能見度與大霧、沙塵暴有重疊。機理和過程方向，路徑突變源于以往熱帶氣旋的研究熱點，目前人們更多地關注結構和強度變化，對路徑突變的研究減少，但路徑突變的預報難度還是存在的，仍需要進一步研究。預報技術方向的四個關鍵詞確是需要深入研究的內容，只是這三年缺少關注。

圖3 2022 年天氣學修訂關鍵詞里2020～2022 年均未被使用的關鍵詞Fig.3 Keywords in the updated 2022 version but not used in the proposals from all research directions in synoptic meteorology from 2020 to 2022

4 關鍵詞解讀與說明

4.1 研究方向1：大尺度天氣系統

按經典尺度劃分，水平范圍2～2000 km 的稱為中尺度天氣系統，生命期為幾小時到幾天，2000 km以上的稱為大尺度天氣系統，生命期為幾天到十幾天。人們有時把1000～3000 km 的也稱為天氣尺度天氣系統，生命期為一天到三天，把200～2000 km的也稱為次天氣尺度天氣系統，生命期為10 小時到一天，把等于或大于天氣尺度的天氣系統也稱為大尺度天氣系統。研究方向1 里包含的就是該意義下的大尺度天氣系統。包含氣團交界面、低壓、高壓和波動四個類別。氣團交界面類別包含鋒面（包含冷鋒和暖鋒）、準靜止鋒、具有我國特色的梅雨鋒、以及干濕氣團交界面的干線。低壓類別包含西風槽、低渦、冷渦、極渦、切斷低壓、季風槽、熱帶輻合帶。高壓類別包括阻塞高壓、副熱帶高壓、南亞高壓。波動類別包含羅斯貝波、開爾文波、東風波。此外，還包含了一些風場上具有獨特的水平或垂直分布的天氣系統，包括氣旋（多指溫帶氣旋）、切變線、高空急流、低空急流?？紤]極地天氣的前沿性，除了在低值系統里列了極渦之外，也把極地天氣系統作為一個關鍵詞。

4.2 研究方向2：中小尺度天氣系統

該研究方向包含的是時空尺度低于4.1 節所列大尺度類別的天氣系統。不同于大尺度天氣系統，中小尺度系統多伴隨著較大的氣壓、溫度和風的梯度。中小尺度系統是氣壓場向風場適應，因此風場特征占主導，特別是垂直速度比較大的對流系統，包括對流、中尺度對流系統、颮線、超級單體、龍卷。伴隨著較大溫度梯度的有下擊暴流、冷池、陣風鋒、海風鋒、中尺度環流。這一方向同樣分為低壓、高壓、波動和獨特的風場特征系統多個類別。低壓系統包含中尺度低壓和中尺度低渦；高壓系統包括中尺度高壓；波動包括渦旋波、重力波、渦旋羅斯貝波、重力羅斯貝波、慣性重力波；具有獨特風場特征的包括熱帶氣旋、中小尺度渦旋、中尺度輻合線、邊界層滾渦（又名對流卷）。

4.3 研究方向3：災害性天氣

該研究方向服務防災減災的重大需求，選取了典型的涵蓋多個尺度的災害性天氣。這個研究方向具有時空尺度和災害種類兩個類別。時空尺度類別包含了大尺度災害天氣包括寒潮、低溫陰雨、雨雪冰凍、高溫熱浪；中小尺度災害天氣包括暴雨、短時強降水、極端降水、強對流、雷暴、雷電、冰雹、焚風、臺風、低能見度、大霧、沙塵暴、暴雪。大、中、小尺度兼具的有大風、降水、持續性降水、高影響天氣。

災害種類可分為與降水、風、溫度、能見度相關的致災性天氣。降水類包含暴雨、降水、短時強降水、持續性降水、極端降水、雨雪冰凍、暴雪。風類包括大風、焚風。溫度類包含寒潮、低溫陰雨、高溫熱浪。風雨交加類主要是臺風和對流性天氣（包含強對流、雷暴、雷電、冰雹）。能見度類包括低能見度、大霧、沙塵暴。

高影響天氣列為一個關鍵詞增加了天氣與社會科學的交叉融通，關注天氣變化的經濟、社會影響效應，積極思考應對措施，服務于國家和人類社會發展中的減災防災戰略。關于高影響天氣的定義，目前學界存在一些誤解。很多的災害性天氣，特別是經濟損失或人員傷亡比較大的都具有較高的社會影響。但并不是所有的災害性天氣都是高影響天氣，比如發生在無人區的龍卷風，即便強度很強，如果沒有造成任何災害甚至都有可能不被發現，就不是高影響天氣。有的天氣雖然沒有致災性，但對社會活動、生產、生活造成較大影響，也屬于高影響天氣。與此相關的，極端天氣有時也會被誤認為高影響天氣。極端天氣是指某一個特征發生頻率很低的天氣，一般用氣候發生頻率的前3%界定，如極端降水、極端低溫、極端高溫等。具有高社會影響的極端天氣才可稱之為高影響天氣。同樣，高影響天氣并不一定具有極端性。

臺風是西北太平洋熱帶氣旋的別名。臺風在我國熱帶氣旋等級劃分上有嚴格的定義，按照底層中心附近最大平均風速等級分為熱帶低壓（10.8～17.1 m s-1，風力6～7 級）、熱帶風暴（17.2～24.4 m s-1，風力8～9 級）、強熱帶風暴（24.5～32.6 m s-1，風力10～11 級）、臺風（32.7～41.4 m s-1，風力12～13 級）、強臺風（41.5～50.9 m s-1，風力14～15 級）和超強臺風（≥51.0 m s-1，風力16 級或以上）。我國習慣上用臺風代表熱帶氣旋。這個關鍵詞的使用頻率很高，因此除了在中小尺度天氣系統里列了熱帶氣旋之外，在災害性天氣這個方向也列了臺風，這樣設置不影響對評審專家的匹配。

4.4 研究方向4：天氣系統結構和演變機理

這個研究方向的劃分考慮了研究對象的結構、演變及其環境條件三個類別。隨著觀測手段特別是各種遙感觀測手段的進步，天氣系統或天氣現象的結構特征研究逐漸成為可能。對結構的準確認知也直接關系著災害的分布和預警。結構類別包括動力結構、熱力結構、云微物理結構、邊界層結構。

演變類別包括觸發、對流自聚合、形成、對流組織化、強度變化、強度突變、路徑變化、路經突變、移動傳播、日變化、臺風變性、非線性過程。形成一般指某一類天氣系統達到一定強度、長度等指標的階段，可用于所有天氣系統。觸發則多指強對流天氣出現并達到某一個強度的過程，是強對流發展的初始階段，一般不用于非對流系統。對于強對流系統而言，觸發和形成是不同的。比如颮線的觸發一般指雷達回波首次達到35 dBZ的過程，而形成則一般指40 dBZ回波長度達到100 km 的時間維持至少3 小時的初始時刻。移動傳播這個關鍵詞有兩層含義，移動指的研究對象作為一個整體的位移，而傳播方向指的是多單體對流系統里新生單體的發生方向。這兩個特征的決定因素和方向往往不一樣，整個系統的移動方向是單體移動方向和傳播方向的矢量之和。

非線性過程這個關鍵詞比較寬泛，指天氣系統的非線性演變過程。真實的天氣過程都具有不同程度的非線性。一些過程的非線性特征比較顯著，比如天氣系統演變過程中的突變特征。中小尺度天氣系統的演變往往具有明顯的非線性。一些大尺度的天氣過程也具有非線性特征，比如阻塞過程。

對流組織化和對流自聚合是兩個具有類似含義的關鍵詞，比較容易引起混淆。對流組織化指的是對流風暴的存在形式，包括單體、分布雜亂的單體群、排列成線狀的單體群、超級單體。對流的組織化類型與其造成災害性天氣的強度、范圍和持續時間密切相關。對流組織化可用于觀測或模擬的對流風暴。對流自聚合是對流組織化的一個子集，指的是輻射對流平衡、邊界層條件和強迫均一條件下的云解析數值模擬中，濕對流單體自發地組織為一個或多個獨立的單體群（Wing et al., 2017）。對流自聚合是國際上熱帶地區對流活動機理研究中的熱點話題，例如，對流自聚合和熱帶氣旋形成的關系研究就是目前的一個前沿方向。

研究對象發生、發展所在的環境條件類別包括環境場、不穩定性、垂直風切變、水汽輸送。不穩定性、垂直風切變和水汽輸送是深濕對流發生的重要環境條件。對這些環境條件的準確認知和預報是短期天氣預報和對流潛勢預報的關鍵。

4.5 研究方向5：關鍵物理過程

該研究方向關注影響天氣系統和天氣現象發展演變的物理過程和機制。關鍵詞的選擇充分體現了與其他學科方向的交叉融通。關鍵詞的分類有單一過程和多過程相互作用兩個類別。單一過程包括動力過程、熱力過程、非絕熱加熱、不穩定過程、云微物理過程、湍流過程、氣溶膠效應等內部過程，以及輻射過程、邊界層過程、陸面過程、下墊面強迫、地形強迫、高原影響、城市熱島等外強迫過程。根據關鍵詞使用情況，2022 年新增加了土壤濕度，可以近似歸屬于外強迫類別。這部分的關鍵詞體現了天氣學與大氣動力學以及大氣化學、大氣物理學等具有不同母學科背景分支學科的交叉。多過程相互作用類別包括多尺度相互作用、多系統相互作用、波流相互作用、海氣相互作用、陸氣相互作用和能量轉換，體現了多尺度、多過程、多圈層、多學科的交叉。特別是多尺度相互作用的使用次數顯著增多（圖1），曾多次被作為天氣學研討會的名稱。天氣系統雖被劃分為多個時空尺度，但不同尺度系統之間存在著復雜的相互作用和能量反饋，直接影響著數值模式各種尺度上的預報誤差。

4.6 研究方向6：預報理論與可預報性

該研究方向的主題是預報技術應用，包含預報時效、預報種類、預報檢驗、產品釋用、目標觀測、觀測應用、災害預警和防范、新興預報技術等多個類別。預報時效類別包含短臨預報、短期預報、中期預報、延伸期預報。預報種類類別包含大渦模擬、客觀預報、動力統計預報、降尺度預報、網格預報、集合預報。產品釋用類別包含預報檢驗、模式釋用與訂正。目標觀測類別包含外場觀測試驗、自適應觀測、目標觀測。觀測應用類別包含多源資料融合、資料同化、資料反演、衛星資料應用、雷達資料應用。災害預警和防范類別包含災害預報預警和災害評估與防范。新興預報技術類別包含大數據和人工智能。數值模擬和數值預報屬于兩個包容性關鍵詞。

可預報性這個關鍵詞的含義在學界比較模糊。美國氣象學會關于可預報性的定義是基于對某一個天氣系統目前和過去狀態的認知對其未來狀態的可預報上限（American Meteorological Society, 2022a）。由于天氣系統的非線性特征、以前和目前的信息以及預報模式都是有誤差的，因而可預報性本質上大多是有限的。即使模式和觀測任意精確，一個物理系統的可預報性也多是有限的。Lorenz（1963）最早提出了可預報性的概念。大氣的可預報性通常分為兩類（Lorenz, 1996; Melhauser and Zhang, 2012）：實際可預報性和本性可預報性。實際可預報性關注當前水平下對天氣過程能夠準確預報的最長時限（Lorenz, 1996），主要受限于目前數值模式和初始場的誤差（Lorenz, 1982, 1996）。本性可預報性關注使用近乎完美的數值模式和初始場對天氣過程能夠準確預報的最長時限（Lorenz, 1996），主要受限于天氣系統內部的動力過程和誤差增長機制（Lorenz, 1969, 1996）。在最理想的情況下，隨著數值模式和初始場誤差的持續減小，實際可預報性將會逼近本性可預報性。本性可預報性的研究范疇比較容易界定，多是考察很小的初始擾動的增長特征和機制。實際可預報性卻往往被混同于預報檢驗中的誤差分析，而預報時限的特征卻往往被忽略。例如，采用不同的物理參數化方案對一次颮線過程進行模擬，如果只是對比分析每個模擬結果與觀測颮線的差異，而不關注對颮線的形成或觸發時間的預報時限變化，就不能嚴格地歸于颮線過程的可預報性研究。

大渦模擬也是一個容易被誤用的關鍵詞。大渦模擬是近十多年來發展起來的研究湍流運動的一種重要手段，指的是湍流運動的三維數值模擬中比關注系統尺度小的大渦可以被解析，但其他次網格的渦動效應被參數化（American Meteorological Society,2022b）。湍流運動是由許多大小不同的渦組成的。大渦對平均流動有明顯影響，大量的質量、熱量、動量、能量交換是通過大渦實現的，小渦的作用表現為耗散。大渦具有明顯的各向異性，小渦更接近各向同性，因而較易于建立有普遍意義的模型。于是人們把湍流運動分成大尺度和小尺度兩部分，小尺度量通過模型建立與大尺度量的關系，大尺度量通過數值計算得到。大渦模式的空間格距減小到慣性子區，使得大渦可以被解析，次網格只包含通過分子粘性力對能量輸送和耗散從而可以忽略不計或作參數化處理的小渦。

自適應觀測和目標觀測兩個概念也容易混淆。自適應觀測指的是自動啟動識別觀測目標并跟蹤捕獲其動態演變信息，還可以自動切換觀測模式，快、精、準地獲取對流多維結構，為氣象監測、預報、預警提供支撐。目標觀測（或適應性觀測）多指通過計算觀測敏感區，在敏感區內做額外的觀測，以達到同化這些觀測而最大程度地減小目標預報量的誤差。

大數據和人工智能是近幾年的新興技術。大數據的含義是對海量數據進行分布式數據挖掘，通過對數據的加工，挖掘數據背后的應用價值。人工智能是計算機科學的一個分支，是研究開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統，主要目標是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復雜工作。人工智能由機器學習、計算機視覺等不同領域組成。機器學習是利用數據挖掘技術或者其他算法，構建隱藏在數據中的模型并用于預測。結合數值天氣預報以及海量的氣象觀測數據，機器學習有可能在氣象領域發揮巨大的作用。目前已有很多機器學習或深度學習應用于氣象領域的成功案例，例如，對流雷達重構（Duan et al., 2021）、模式誤差訂正（Han et al., 2021b）、短臨預報（Han et al., 2021a）等等。由于關鍵詞總數的限制，目前的列表無法窮舉各種機器學習算法，暫一并由人工智能代表。

5 研究方向和關鍵詞選擇的注意事項和建議

每個申請書可以選擇5 個關鍵詞。這5 個關鍵詞的選擇對突出申請的核心關鍵內容和評審專家的匹配至關重要。一般來講，要有一個關鍵詞給出核心研究對象，一到兩個關鍵詞給出研究的核心物理過程或影響系統，一到兩個關鍵詞給出核心的研究方法。如第2 節框架設計里所述，天氣學下設的6個研究方向是并列的，分屬研究對象、結構和演變、物理過程、預報方法。申請人可以在前3 個方向里選擇研究對象，在第4 和第5 個研究方向里選擇研究內容，在第6 個研究方向里選擇研究方法。各部分的關鍵詞基本不重疊。每個方向內部會有部分關鍵詞有交叉或包含關系。申請人需要選擇最接近研究對象和核心研究內容的關鍵詞。

建議申請人優先選擇關鍵詞列表中的詞匯。如果不使用推薦列表的關鍵詞，而是自己添加關鍵詞，往往會造成添加的關鍵詞與其他方向里的推薦關鍵詞意思接近但寫法不一樣，不利于申請書精準指派。

本文通過對不在推薦列表里的關鍵詞的分析，主要發現以下幾個問題：（1）關鍵詞過細。多為推薦列表里的關鍵詞加了定語或者是某一推薦關鍵詞的分支。建議申請人把過于細化的關鍵詞用推薦列表里意思最接近的關鍵詞代替。每個研究方向里都有一些包含性很強的關鍵詞，比如對流、降水、數值預報、數值模擬等，實在找不到合適的關鍵詞就建議使用這些包含性比較強的關鍵詞，起碼能確保匹配的大方向準確。比如，暖區暴雨可改為暴雨，登陸熱帶氣旋可改為熱帶氣旋，初值擾動可改為集合預報，深度學習可改為人工智能等。（2）多個關鍵詞組合。比如，降水日變化可拆分為降水和日變化兩個詞。（3）非核心內容的關鍵詞。比如，地名，推薦列表里沒有把純地名作為關鍵詞。建議申請人針對科學內容選擇關鍵詞。申請書關鍵詞和發表文章的關鍵詞有一定差異，地名出現在文章關鍵詞里是可以的，但不適合出現在申請書的關鍵詞里。（4）含義不確定、不完整。比如，“特征提取”“梯度異?！薄皺嘀赝扑]”等。（5）常規物理量。比如，“溫度”“垂直運動”“閾值”“成因”“云參量”等。申請代碼和關鍵詞工作組將進一步征詢科學界的意見，適時提出關鍵詞優化方案。

關鍵詞是用來自動匹配評審專家的。評審專家是從關鍵詞列表里選擇合適的關鍵詞來界定自己的研究范疇，申請人只有從推薦列表里選擇最能反映自己申請書或研究領域核心內容的關鍵詞才能為申請書匹配到最合適的評審專家。申請人自己添加不在列表里的關鍵詞往往會給智能輔助指派系統精準指派帶來困難。天氣學作為大氣科學的基礎學科，大氣科學其他二級學科的研究或多或少會涉及到與天氣學的交叉。目前其他二級學科的申請代碼下也包含了一些天氣學申請代碼的關鍵詞。建議申請人在申請項目核心科學內容隸屬的二級學科申請代碼中選擇關鍵詞，這樣更利于匹配到合適的評審專家。

6 結語

天氣學的研究方向設置和其他二級申請代碼下設研究方向的思路有很大不同。目前以研究對象、結構和演變機理、物理過程和預報技術而不是真正的研究方向設置，優點是涵蓋了傳統研究的各個方面，也比較有利于自由探索、發展學科新的生長點，也比較符合申請人的研究習慣。缺點是研究內容比較分散，學科發展的導向性不強，后期也難以做研究方向的統計分析。未來有待基于天氣學的國內外研究態勢對天氣學申請代碼下的研究方向和關鍵詞做進一步的優化。也希望通過大氣科學領域專家的深度研討，對大氣科學所有二級申請代碼下的研究方向和關鍵詞做進一步的優化，以更有效地促進多學科平衡發展。

致謝感謝所有參與天氣學二級申請代碼下關鍵詞討論的專家，特別是專題顧問談哲敏、費建芳、閔錦忠、李躍清教授的指導和建議。

附錄A

表A1 天氣學D0501 申請代碼的下設研究方向及關鍵詞的英文表述Table A1 Research directions and keywords in English under the application code D0501 Synoptic Meteorology