中国科学院大气物理研究所机构设置
中心的总体目标是协调组织院内气候相关的研究力量,开展综合集成研究,满足国家适应气候变化和可持续发展的需要,为政府决策提供科学支持;将中心打造成为国家应对环境外交谈判的科学“智库”;培育中国科学院气候变化研究的核心力量;代表中国科学院参与气候变化领域的重大国际合作。
近期目标包括:完成中国科学院气候变化研究中心的组建;针对国家环境外交谈判和应对气候变化的国家需求,系统总结、评估和整合已有成果;部署一些新的研究项目,形成新的研究计划;根据需要,不定期形成若干最新研究成果的战略研究报告;准备一个全面的气候变化信息数据库。
CCRC的主要研究内容包括以下几个方面:
一.面向国际谈判的研究
包括接受决策者和谈判者的任务,有针对性地攻关,根据综合研究的结果提出建议,以争取谈判的主动权。
第二,气候变化国家决策研究
包括根据国家发展规划和计划,提出区域气候变化趋势及其对我国社会经济发展影响的国家报告,运用虚拟实验等科学方法提出适应和缓解气候变化的最佳对策和建议。
第三,气候变化面临的基础科学问题研究
包括气候变化的归因、预测、影响和适应以及对策研究。
CCRC学术委员会由大气物理研究所、地质与地球物理研究所、地球环境研究所、遥感应用研究所、海洋研究所、青藏高原研究所、寒区旱区环境与工程研究所、地理科学与资源研究所、南海海洋研究所、南京土壤研究所、中国气象局科技政策与管理研究所、美国夏威夷大学、 国家发展改革委气候变化应对司、科技部社会发展科技司。 丁仲礼院士、傅云斌院士、吴国雄院士为学术委员会副主任。CCRC管委会由中国科学院资源环境与科技局、大气物理研究所、地址与地球物理研究所、科技政策与管理科学研究所、生态环境研究中心、青藏高原研究所、寒区旱区环境与工程研究所、南海海洋研究所、海洋研究所、计划财政局、人事教育局、高新技术研究发展部的领导组成。管委会主任为资源环境局局长范伟明,副主任为大气物理研究所所长王慧君和资源环境局副局长常旭。所长为,副所长为郭(地质与地球物理研究所)、于桂瑞(地理研究所)、王毅(政策研究所)、(大气物理研究所)、闫晓东(大气物理研究所)、周天军(大气物理研究所)。该中心的学术秘书是张颖博士。现有固定成员有蒋大邦、巨、、傅元海、石宁(博士后)、。云降水物理和强风暴一直是大气物理研究所的重要研究领域。上世纪六七十年代,大气物理研究所成立了云物理实验室和中尺度暴雨实验室。在我国著名科学家顾震超、陶师言、黄美元、周秀吉、周小平、赵等的领导下,经过半个世纪的探索和发展,我国的云降水物理、人工影响天气、强对流天气和中尺度动力学研究取得了很大进展:(1)对云的结构和降水过程有了一定的认识,提出了世界著名的暖云波动增长理论。很好地解释了当时困扰国际云降水物理界的一大难题,即云滴从凝结增长转变为重力碰撞增长的阈值问题,是中国云降水物理学家对该领域的重大科学和理论贡献。(2)在国内开创了暴雨等灾害性天气的研究,提高了暴雨预报水平,在暴雨机理和预报方法研究方面做出了重要贡献;(3)研究了雹云物理,提出了雹云分类识别方法和人工防雹技术,为我国人工防雹理论和技术研究做出了重大贡献,引领了我国人工防雹工作。暴雨和云降水的物理学研究分别获得中科院自然科学一等奖和二等奖。撰写出版了《中国暴雨》、《云与降水的物理基础》、《冰雹与人工防雹》等专著和部分相关文章,培养了一批中青年科技人才。
云降水物理与强风暴实验室是在原大气研究所云物理实验室和中尺度暴雨实验室的基础上组建的。自成立以来,坚持探测试验、数值模拟和理论研究相结合,重视探测技术、试验和探测设计与模式的研发,重点研究关系国计民生的重大天气系统中云与降水的物理过程和各种强对流天气过程,以揭示典型降水云系中自然降水的形成过程、人工影响云降水的理论与方法、中尺度暴雨的形成机制和提高预报水平的方法。同时,它还开发了研究所需的特殊观测仪器。
通过近年来的努力,实验室在云降水物理、人工影响天气、中尺度强风暴等研究领域形成了自己的特色和优势,在一些相关重大科学问题的研究上取得了一系列有影响的创新成果,扩大了社会影响,在国内外具有较高的学术地位。(1)采用深入探测分析和数值模拟相结合的方法,对典型人工增雨作业层状云系的宏微观结构、水量平衡、降水过程和机理进行了研究,明确了层状云系的相态、粒子谱结构和降水形成环节,发展了层状云的三层概念模型,提出了人工增雨潜力综合评估方法,建立了科学的人工增雨概念模型。(2)通过数值模拟对冰雹云的宏观特征、冰雹形成的微物理过程和催化防雹机理进行了分析和研究,开发了冰雹云催化三维数值模型,并在我国十几个省的有关研究部门和部分高校得到应用;提出用冰雹云回波顶部的温度作为参数的识别指标。这种识别方法已被列入国家人工防雹条例,成为指导各地人工防雹作业的规范。(3)暴雨过程的定量诊断研究。研究了暴雨预报的动力学理论,提出了暴雨预报技术,提高了暴雨预报水平。其中包括广义湿位涡暴雨预报技术、新型对流涡度矢量预报技术、广义标量锋生预报技术、广义湿位温梯度与干、冷平流梯度相结合的新型湿热平流参数预报技术、适用于低涡暴雨预报的新型水汽垂直螺旋度预报技术和波浪作用密度暴雨预报技术。
实验室与相应的国际研究机构和学术组织有着广泛的联系和合作,与美国国家海洋和大气管理局下属的NSSL-国家强风暴实验室有着密切的合作,科学家经常互访。与CAPS-风暴分析和预测中心(俄克拉荷马大学)建立了战略合作关系;与俄罗斯大气物理研究所建立了年度访问制度;与韩国气象科学研究所建立了年度学术交流机制。
针对大气科学的国际前沿和国家需求,通过上述研究和合作研究,2005-2009年,实验室获得国家科技进步二等奖1项(单位排名第二,个人排名第五),中国气象局研发一等奖1项(个人排名第五),省部级科技进步二等奖4项,在国际SCI期刊发表论文106篇,在国内CSCD期刊发表论文。代表性成果发表在J. Geophys.Res .、Geophys等国际一流学术期刊上。列特的决议。大气科学杂志。天气和预报。Lasg中层大气与全球环境探测重点实验室(LAGEO)成立于1995年4月。实验室第一届和第二届分别由卢达仁院士和陈洪滨研究员任主任,学术委员会由周秀吉院士任主任。
实验室自成立以来,凝聚和培养了一批优秀人才,基础研究和应用基础研究并重,开展了与中间层、大气物理过程、大气和环境遥感相关的科学问题研究,旨在为临近空间区域的开发、利用和安全、大气物理过程遥感监测和国民经济可持续发展提供理论和技术支持。主要科目有:1。中层大气过程及其天气和气候影响,2。大气辐射,大气与环境遥感,3。全球大气电、闪电和雷暴电,以及4。先进的大气和环境探测技术。
近五年来,实验室承担国家、省部级科研项目50余项,包括国家“973”重大基础项目、国家自然科学基金重大和重点项目、中科院知识创新工程重要定向项目、省部级重点科研项目等。近三年在国内外核心期刊发表学术论文近200篇,其中SCI(E)论文60余篇,专利5项。
实验室现有研究人员36人(续聘4人),其中中国科学院院士1人,国家杰出人才基金获得者1人,海外杰出青年科学基金获得者1人。在职博士生导师6人,研究员13人,副研究员10人,高级工程师;拥有博士学位的有22人。实验室共有3名客座研究员,均为国外著名大学的知名专家。实验室现有博士生24人,硕士生18人,博士后2人。
实验室已成为我国培养大气物理和中层大气高层次科研人才的摇篮之一。一大批年轻有为的学者从这里脱颖而出,进入世界著名的大气科学研究机构。一大批青年学者成为国内大气科学研究领域的中坚力量和国防现代化的中坚力量。实验室作为国内外学术交流和科研合作的平台,与美国、法国、德国、日本、英国、加拿大、香港、台湾等国家和地区开展了广泛的学术交流和科研合作。同时,数十名实验室研究人员和技术人员赴发达国家和地区开展科研合作和学术交流。
实验室拥有价值3000多万元的科研仪器设备。以中科院知识创新工程为契机,研发采购了一大批国内外先进的大型仪器设备,提升了科研技术平台建设。代表仪器设备有:大型甚高频测风雷达系统、X波段多普勒偏振雷达、多布森大气臭氧垂直积算仪、平流层高空科学气球分布、测控与回收等综合技术系统、气溶胶与辐射研究实验平台、车载激光雷达系统、臭氧和一氧化碳气体分析采集和32米气象塔、MODIS卫星数据接收平台、多参数高时间分辨率闪电探测与记录综合观测系统等等。
实验室实行“开放、流动、竞争、联合”的运行机制。通过加强国际国内学术联系,建立稳定的合作渠道,实现科技资源的互补共享,旨在将实验室建设成为国家高层次人才培养基地、高水平科学研究基地和中高级大气与大气物理国际学术交流中心,促进我国相关学科发展,成为既能服务国家和国防目标,又能开展高水平科技创新研究的国内外一流实验室。大气边界层物理和大气化学国家重点实验室(LAPC)于1988年利用世界银行贷款建立,并于1991年经中国科学院批准正式成立并对外开放。1995通过国家计委验收;2000年通过了第一次国家评估;2005年,作为校准实验室通过了第二次评估,结果良好。实验室位于中国科学院325米气象塔内,风景优美,由lasg支持。现任学术委员会主任为中国科学院卢达仁院士,实验室主任为王子发研究员。
该实验室是在大气科学两个重要分支(大气边界层物理和大气化学)交汇处建立的国家重点实验室,具有独特的跨学科优势。20多年来,实验室始终开拓进取,发展和利用了理论研究、实验室模拟实验、野外立体综合观测实验、卫星遥测和数值模拟等多种研究方法,在学科交叉发展的大气边界层物理、大气化学模式、碳氮生物地球化学循环等研究领域保持领先地位;近10年,区域空气污染网络化观测、预测、预报领域的实验室如雨后春笋;近五年来,实验室在大气化学过程与气候变化相互作用这一最年轻的研究领域占据了制高点。经过20多年的不懈努力,实验室产生了一大批高水平的研究成果,培养了一大批优秀人才,建立了一批高水平的实质性国际合作平台,积累了相当数量的先进仪器设备,特别是培养和造就了一支研究水平高、学科搭配合理、年龄梯度大的科研队伍,加上健全的规章制度和科学民主的管理制度,使实验室在近五年里跃上了一个新台阶。
实验室的总体定位:
大气边界层物理与大气化学国家重点实验室定位于低层大气物理化学过程的基础研究。面向国际学科前沿和国家发展需求,坚持观测实验、理论分析和数值模拟相结合,引领我国大气边界层物理和大气化学的发展和交叉,培养优秀人才,建设优秀团队,在大气边界层基础理论、大气化学模式开发和应用等重点研究领域开展关键性、前瞻性的基础和应用基础研究, 海洋地球化学循环的关键过程,以及大气化学过程与气候变化的相互作用,从而成为该领域具有全国一流水平和国际影响力的代表。 同时作为大气边界层物理和大气化学发展、人才培养和应用研发的基地,服务于社会经济的可持续发展,为国家气候和环境外交提供科学支撑。
实验室的研究方向:
实验室根据当前国内外学科发展趋势、学科前沿趋势和国家战略需求,结合自身近期发展优势和长期工作积累,不断调整和完善研究方向。目前的研究方向和内容如下:
(1)大气边界层的物理学
城市复杂下垫面的相干结构边界层的湍流和阵风机制,大气边界层结构和非均匀下垫面的交换过程;不同生态系统物质和能量交换的规律和特点;海洋大气边界层的物理过程,数值模式中大气边界层的参数化
(2)大气化学和大气环境
大气边界层物理和大气化学网络观测:气体污染物和气溶胶化学在线观测仪器和光化学烟雾箱的研制;区域空气复合污染的形成机制、传输过程和演化机制;开发具有自主知识产权的空气质量数值预报模式和多模式集合预报平台;突发空气污染风险场模拟预警技术和移动平台的开发与集成,将突发条件模拟、多相污染过程模拟、观测模拟技术有机结合。
(3)碳和氮的生物地球化学循环
改进和完善温室气体浓度和界面交换通量观测技术;人类活动和气候变化对温带半干旱草原、高寒草甸草原和青藏高原物质和能量收支变化的影响;农业非点源氮气排放机制、调控途径及其对气候变化的响应:温带林地碳氮过程特征、界面物质能量交换通量与环境变化:森林生态系统中挥发性有机化合物的排放;建立和发展具有自主知识产权的陆地生态系统碳氮循环过程模型,为编制国家温室气体清单、制定陆地温室气体减排和交换增强战略及履约谈判服务。
(4)大气化学和气候变化
大气成分变化和气候变化之间的相互作用;从化学过程和机理上研究温室气体、对流层臭氧和气溶胶在气候变化中的作用;气候变化对污染物传输、分布和浓度的影响;气溶胶-云-气候相互作用;地球气候系统模型中生物地球化学过程和机制模型的发展:国家节能减排对大气环境和气候的影响评估。
实验室的发展目标:
在大气边界层物理、大气化学、碳氮生物地球化学循环和气候变化研究方面,取得了一系列具有重要国际影响的基础研究和基础工作;在大气环境、空气污染预报等应用基础研究方面为我国经济社会的可持续发展做出了重大贡献。LASG大气科学与地球物理流体动力学数值模拟国家重点实验室(LASG)成立于1985,同年9月正式对外开放,并于1989晋升为国家重点实验室。在前三任所长曾庆存院士、吴国雄院士、王斌研究员的带领下,LASG已成为国内外知名的大气科学与地球物理流体动力学研究机构,在1988、1992、1996、2000、2005、2010的国家级评比中连续六次荣获优秀奖。LASG 1990获国家计委、中科院先进集体称号,1994获国家计委金牛奖,2004年获科技部“国家重点实验室计划先进集体”(金牛奖),2011获国家“十一五”科技计划实施优秀团队奖。现任学术委员会主任为李崇印院士,实验室主任为陆。
根据国内外学科发展趋势、国家经济建设的需要,以及知识创新时期对国家重点实验室的新要求,实验室目前的研究方向是:研究和发展地球流体(大气和海洋)宏观演化规律和机制的系统理论;学习天气气候动力学理论,掌握天气气候系统的变化规律及其异常的发生机制;模块化地球系统模式和区域模式系统的发展及数值模拟研究将为提高预报能力、预防和减轻天气气候灾害、合理利用气候和水资源提供新的理论和方法。实验室的重点研究领域为:1)地球系统模型的研发与应用;2)天气和气候动态;3)天气和气候的可预测性;4)地球物理流体动力学,并将气候问题的研究确定为未来五年的重点研究内容。
从2001开始,实验室的重担就落在了年轻一代的领导班子身上。经过近十年的努力,在原有基础上又上了一层楼,取得了可喜的成绩。2001,李崇印当选中国科学院院士;赵获合力科技进步奖;牧牧等人获中国科学院自然科学一等奖;王慧君获国家杰出青年基金(简称“杰青”);刘一民获得全国100篇优秀博士学位论文。2002年,LASG研究团队得到了国家基金委“创新研究群体科学基金”的资助。李崇印获贺亮合力科技进步奖;张人禾(2001之前是LASG的成员)获得了杰青。2003年,LASG学术顾问叶笃正获得国际气象最高奖——IMO奖;王斌撰写的研究案例获得计算机界最高荣誉奖——21世纪成就奖;黄、、获国家科技进步一等奖;吴国雄当选为国际气象学和大气科学学会(IAMAS)执行委员会副主席;李建平获得了杰青。2004年,LASG研究团队获得中国科学院“创新团队国际伙伴计划”资助。2005年,叶笃正获得国家最高科学技术奖;曾庆存等获国家自然科学二等奖;蒋木木、王斌获全国优秀博士后;LASG成功举办了一系列大型国际会议——IAMAS 2005。2006年,吴国雄和李建平申请的973项目获得资助;LASG“创新研究群体科学基金”持续资助;俞如聪(2004年前LASG成员)获得杰青;王斌当选世界气象组织大气科学委员会委员;段万锁获全国100篇优秀博士学位论文。2007年,吴国雄作为第一位来自亚洲的学者当选为IAMAS主席;牧牧当选为中国科学院院士;吴国雄等获国家自然科学二等奖;石广玉作为日本以外的第一位学者,获得了日本气象学会的最高奖——藤原奖。鲁嬴桀清;李建平是亚洲季风年国际计划办公室的主任。2008年,吴国雄获得贺亮合力科技奖;蒋木木当选为发展中世界科学院(前第三世界科学院)院士;王斌当选为美国气象学会主任;王斌当选为WCRP耦合模拟工作组(WGCM)成员;李建平是东亚国际气候计划的协调者。2009年,LASG“创新研究群体科学基金”第二次获得资助,成为该领域唯一连续三次获得资助的群体项目;王慧君申请的973项目获得资助;刘伟被授予杰青;周天骏当选为WCRP亚澳季风工作组(AAMP)成员;李建平当选为国际气候委员会成员。
LASG至今获得国家级、省级奖励30项,其中国家级奖励10项(自然科学二、三等奖3项,科技进步一、二等奖1项,中科院一等奖11项(自然科学奖6项,科技进步奖5项)。多次参加各种国际模式比较计划,在大型重要国际会议上作特邀报告,主持大型重要国际学术会议,在重要国际学术组织中担任职务,参与国际研究计划的决策等。,使实验室成为国际知名的大气科学研究中心和人才培养基地。
1996以来,LASG新当选中国科学院院士4人,中国1青年科学家奖2人,中国青年科技奖2人,培养杰青青年8人,海外青年学者合作基金4人,中国科学院“百人计划”5人,全国百名优秀博士学位论文奖获得者3人,中国科学院杰出青年3人,中国科学院青年科学家奖5人,中青年项目负责人63人。目前,LASG有在职研究人员51人,研究生约120人。是一个以中青年学术骨干为主体的研究团队。LASG成立了四个创新团队,即全球气候系统模式、天气和气候动力学、天气和气候可预测性和地球物理流体动力学,拥有强大的技术支持团队。自2001以来,LASG共资助开放项目85个,邀请访问学者439人,聘请海外博士生导师12人,访问研究员17人,特聘研究员8人,为LASG的发展做出了应有的贡献。中国科学院东亚气候-环境重点实验室是由中国科学院批准,在原lasg东亚全球变化研究中心基础上建立的开放实验室。研究领域包括东亚区域环境、气候变化等全球变化研究的多个方面,跨学科研究是我们实验室的基本特色。同时,实验室还承担着国际START组织(全球变化分析、研究和培训系统)东亚区域研究中心的国际职能。
为了认识区域环境系统的行为规律和机理,发展预测理论和方法,建立人类有序适应对策的科学基础,实验室主要研究方向如下:
1,季风气候-生态系统-人类活动的相互作用机制及协同观测;
2.地球系统区域模型的发展与应用;
3.全球变化的区域影响和人类适应。
该实验室为全球变化领域国家重大项目的实施和完成做出了巨大贡献。先后主持了全球变化领域的国家“攀登计划”项目和国家基础研究计划(973)项目,参与或主持了多项国家自然科学基金重大、重点项目和中科院重大项目。目前主持“国家基础研究计划”(973)项目“华北干旱与人类适应”;同时主持国家基金重大国际合作项目:亚洲和北美半干旱地区大气、植被与水相互作用的比较研究,国家基金重点项目:气候变暖背景下西北和西部地区气候与水过程变化机制研究;我们正在组织和实施大型国际合作计划“季风亚洲区域一体化”,同时发起和组织国际亚太网络合作项目:区域模式比较计划第三阶段。
实验室中的一些研究工作具有国际影响:
1,“季风驱动生态系统”和“广义季风系统”的科学概念,以及在这些概念指导下开发的区域环境系统综合模拟系统(RIMS);
2.以土地利用与变化为核心的区域环境系统数值模拟:
3.实验室牵头的“亚洲区域模式对比计划”(RMIP)国际项目(在东亚气候环境模拟方面,RIEMS的综合性能在RIMP参与的10个主要国际区域模式中处于领先地位);
4.适用于各种气候和生态系统的空气-植被相互作用模型(AVIM)在国际生态系统模型/数据比较计划(EMDI,1999-2002)中获得高分。
实验室还开展区域环境系统的非线性动力学和极值、土壤水分、生态系统模型、卫星遥感在气候和宏观生态研究中的应用以及大气辐射研究。最近,在973项目的支持下,针对中国北方的干旱,提出了人类有序适应的科学新思路。
实验室拥有强大的研究团队,包括2名中国科学院院士,12研究人员和多名副研究员。正在建设中。