一三五规划

  “一三五”规划明确了研究所的科技布局与学科领域发展重点,即“1个定位,3个重大突破和5+1个重点培育方向”。 

  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。 

  三个重大突破    

  重大突破一气候系统动力学与气候多时间尺度预测 

  从青藏高原热源、海气相互作用、平流层与对流层耦合作用的气候动力学角度出发,揭示它们在气候系统,特别是东亚气候多时间尺度变化中的作用,丰富东亚季风系统的内涵;建立季内、年际、年代际尺度东亚气候预测模型,实现对次季节至年际、年代际尺度气候预测水平的显著提高。 

  重大突破二:区域高精度大气环境动力学预测系统研制与应用 

  解决两个基础科学问题:区域大气环境的动力学过程与关键因子;掌握区域和城市群大气污染成因及其健康影响(疾病暴露-反应关系)。突破三个核心技术:突破大气边界层理化结构垂直精细化监测技术、区域大气环境动力学模式建模和高精度预测技术、多污染物区域协同优化控制和监控技术,形成天地一体化监测能力和120小时以上精细预报能力和优化控制方案。建成一个系统平台:建成区域高精度大气环境动力学预测系统和优化控制示范平台,形成联防联控监控与决策支持能力,支撑建立完善的空气质量管理体系。 

  重大突破三:地球系统模式发展与全球气候变化 

  实现对CAS-ESM初步版本的改进和完善,建成CAS-ESM的改进版本;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,为全球气候与环境系统变化模拟预测提供基础研究工具;利用CAS-ESM参加CMIP6,完成DECK试验以及相关MIPs试验,模式模拟和预估结果参加国际IPCC第六次科学评估报告。 

  六个重点培育方向: 

  重点培育方向一极端气候的变化特征及机理 

  研究揭示东亚极端气候(主要是强降水、高温和干旱)新的变化特征和影响因子;深入认识人类活动(主要指温室气体排放)和自然强迫对东亚极端气候的影响;确定有较高模拟性能的区域模式参数化方案组合,尝试发展适合于东亚地区极端气候预测的动力降尺度方法;开展东亚地区极端气候的高分辨率模拟,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 

  通过开展具有国际影响的亚洲季风区典型天气系统平流层-对流层物质交换过程的野外综合实验,科学评估在人类活动背景下亚洲季风区平流层-对流层物质交换对全球气候环境的影响;系统揭示平流层化学-气候耦合、平流层-对流层动力耦合过程和机理,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(弱风层、大气辐射、大气臭氧)预报模型。 

  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 

  拟从动力和云物理相结合的角度,精细化观测分析(包括现有精细化业务观测网络数据以及外场加强观测数据)、高分辨率数值模拟和理论分析相结合,研究揭示我国飑线系统发生发展机理,局地雷暴(暴雨)形成过程及机理,云物理相态和转化过程与动力过程相互作用及其对强对流天气系统维持和发展的影响等;改进影响强对流系统发生发展和组织结构特征的云微物理参数化方案;发展强对流天气预报相关新方法,研发可用于实际天气预报业务的相应技术或系统。 

  重点培育方向四碳氮循环与陆气碳氮交换规律及其机理 

  创建先进测定系统与方法,并用于支撑本方向及本领域相关研究;获取联网观测数据和重点区域或关键过程的加强试验/观测数据,用于支撑本方向的研究,并实现共享;对碳氮循环与陆气碳氮交换规律与机理的认知取得重要进展;建成PEEK网络的中国多年冻土带地学综合观测实验站雏形,并取得初步观测实验结果。 

  重点培育方向五大气探测技术和平台 

  发展基于地基、天基和空基平台的大气探测新原理和新方法,研制包括全大气层气象要素、物理参量和大气成分的探测新技术和新方法,建立综合立体的大气探测高技术研究和应用体系,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重要观测手段,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关键技术。 

  重点培育方向六区域气候环境变化与有序适应 

  发展和完善地球系统区域模式;完成一套定量评估人类活动对区域气候环境变化的方法体系;建立基于多全球预报模式和多陆面水文模型、考虑人类用水活动影响的干旱集合预报系统;建立基于有序适应气候变化思想的综合模型和有序适应气候变化的方法体系;揭示东亚区域气候环境、人类活动和社会经济耦合机制的新认识;理清东亚地区自然过程(火山、沙尘、森林火灾等)和人类活动(改变土地利用、源排放等)对气溶胶理化性质和相关过程的影响机制;定量归因人类活动和大洋涛动等自然系统变率对我国气候变化特别是一些敏感区域极端天气气候演变的影响。   

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