近十年中國氣象科技成果概述

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（1 上海市氣象局，上海 200030；2 中國氣象局科技與氣候變化司，北京 100081；3 北京市氣象局，北京 100089）

0 引言

科技成果是指通過科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)所獲得的、具有學(xué)術(shù)意義和實用價值的創(chuàng)造性知識產(chǎn)品，其表現(xiàn)形式主要包括：公開發(fā)表的論文論著、擁有著作權(quán)的軟件或?qū)＠⒄筋C布的標(biāo)準(zhǔn)及經(jīng)過鑒定或認定的科研結(jié)果[1]。近年來，中國氣象局還把在推進氣象現(xiàn)代化建設(shè)中形成的業(yè)務(wù)技術(shù)報告、決策服務(wù)材料、發(fā)展規(guī)劃、軟科學(xué)研究報告及在日常氣象業(yè)務(wù)和服務(wù)工作中建立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和平臺（含研發(fā)的儀器設(shè)備）、數(shù)據(jù)集、技術(shù)方法和指標(biāo)、科普作品等，也一并納入科技成果的范疇進行統(tǒng)一管理。

為提高生產(chǎn)力水平而對科技成果所進行的后續(xù)試驗、開發(fā)、應(yīng)用、推廣直至形成新技術(shù)、新工藝、新材料、新產(chǎn)品，發(fā)展新產(chǎn)業(yè)等活動，即為科技成果的轉(zhuǎn)化[2]。

為促進科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，美國早在1986年和1997年先后發(fā)布《聯(lián)邦技術(shù)轉(zhuǎn)移法》和《聯(lián)邦技術(shù)轉(zhuǎn)讓商業(yè)化》，歐盟則發(fā)布了《促進科學(xué)和產(chǎn)業(yè)合作研究與知識擴散指南》。我國除序列性的五年發(fā)展計劃外，早在改革開放初期，就提出了“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，近年來又發(fā)布《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《中國制造2025》和營造“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的社會創(chuàng)新氛圍，極大地激活了科技創(chuàng)新潛力，科技論文論著和技術(shù)專利等科技成果呈“井噴”態(tài)勢。此外，我國還于1996年發(fā)布并于2015年修訂了《中華人民共和國促進科技成果轉(zhuǎn)化法》、2016年發(fā)布《實施促進科技成果轉(zhuǎn)化法若干規(guī)定》和《促進科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化行動方案》、2017年發(fā)布《國家技術(shù)轉(zhuǎn)移體系建設(shè)方案》等，促進了我國科技成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用[3-4]。

自2006年國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快氣象事業(yè)發(fā)展的若干意見》以來，中國氣象局與科學(xué)技術(shù)部等聯(lián)合印發(fā)《氣象科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃（2006—2020）》和《國家氣象科技創(chuàng)新體系建設(shè)意見》，制定《氣象科技創(chuàng)新體系建設(shè)指導(dǎo)意見（2014—2020年）》《國家氣象科技創(chuàng)新工程（2014—2020年）實施方案》，并于2013年啟動“天氣、氣候、應(yīng)用氣象和綜合氣象觀測四項研究計劃（2013—2020年）”等，有效整合了部門內(nèi)外的氣象科技資源，促進了氣象科技成果的不斷涌現(xiàn)[5-8]。此外，為促進氣象科技成果轉(zhuǎn)化，中國氣象局創(chuàng)建了“天氣預(yù)報”和“氣候預(yù)測”等10個氣象科技成果中試基地。目前，中國氣象局已建立了氣象科技成果的認定、登記、中試、業(yè)務(wù)準(zhǔn)入等較完整的流程。

本文概述了近十幾年我國氣象領(lǐng)域登記在冊的主要科技成果，旨在推介并促進氣象科技成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用、更好地發(fā)揮其在提升我國防御氣象災(zāi)害能力方面的貢獻。

1 數(shù)據(jù)來源

本文使用的氣象科技成果信息主要取自中國氣象局于2012年創(chuàng)建（中國氣象局科技與氣候變化司管理委托氣象干部培訓(xùn)學(xué)院運行保障）的氣象科技管理信息系統(tǒng)（簡稱“科技管理系統(tǒng)”，http://www.cmakjgl.cn），該系統(tǒng)是中國氣象行業(yè)科技成果發(fā)布、展示和交流服務(wù)的主要信息平臺，目前已收錄2005—2017年的科技成果8843項（含專利104項、著作權(quán)軟件362個和標(biāo)準(zhǔn)2059個），另含登記的發(fā)表論文和論著。

雖然論文是科技成果的重要表現(xiàn)形式，但由于基于論文論著的各類綜述和分析比較多，因此本文對氣象科技成果的描述和分析不包括論文和論著。

2 年際分布及成果類別

大氣科學(xué)是研究大氣中的各種現(xiàn)象及其演變規(guī)律并在此基礎(chǔ)上為人類服務(wù)的一門學(xué)科。2005—2017年，我國氣象科學(xué)研究領(lǐng)域共產(chǎn)出8843項科技成果，年均680.2項，成果豐碩，凸顯我國氣象事業(yè)的科技型特點。

2.1 年際分布特征

從歷年登記的氣象科技成果數(shù)（圖1）可見，各年產(chǎn)出（登記）的成果數(shù)差別很大，最多的2017年產(chǎn)出近1600項，是最少年2005年146項的近11倍（值得注意的是，或許仍有不少成果尚未在科技管理系統(tǒng)進行登記，特別是系統(tǒng)上線之初）。

圖1 2005—2017年我國氣象科技成果的歷年分布（虛線—年成果數(shù)的變化趨勢）Fig. 1 Number of Chinese science and technology achievements in the meteorological area between 2005 and 2017 (Dotted line represents the temporal trend)

總體而言，自2005年以來，我國的氣象科技類成果數(shù)量呈現(xiàn)指數(shù)增長趨勢，其中自2014年前后起表現(xiàn)出爆發(fā)式增長的態(tài)勢，這或許與2015年前后中國氣象局發(fā)布的《科技成果認定辦法》等不無關(guān)系，也表明加強對科技成果的規(guī)范和科學(xué)管理十分必要和重要。

2.2 成果類別特征

科技成果按其性質(zhì)分為基礎(chǔ)理論類成果、應(yīng)用技術(shù)類成果和軟科學(xué)類成果三大類。其中，基礎(chǔ)理論成果，是指在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究領(lǐng)域取得的新發(fā)現(xiàn)、新學(xué)說。應(yīng)用技術(shù)成果，是指在科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用中取得的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品、新材料、新設(shè)備和計算機軟件等。軟科學(xué)成果，是指對科技政策、科技管理和科技活動的研究所取得的理論、觀點和標(biāo)準(zhǔn)等。

2005年以來，我國8843項各類氣象科技成果中，應(yīng)用技術(shù)類成果達6233項，約占總成果數(shù)的70.5%，基礎(chǔ)理論類成果419項，約占總成果數(shù)的4.7%（圖2）。這客觀反映了近十幾年我國氣象科學(xué)研究緊緊圍繞氣象現(xiàn)代化建設(shè)需求，開展以應(yīng)用業(yè)務(wù)技術(shù)為主、基礎(chǔ)理論為輔的研究特點。值得注意的是，軟科學(xué)類的成果占總成果數(shù)的近4成，其中包括國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共計2059個，這與氣象事業(yè)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化要求及特點分不開，也是中國氣象局始終重視行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的結(jié)果。

圖2 2005—2017年我國各類氣象科技成果分布Fig. 2 Distribution of different categories of Chinese science and technology achievements in the meteorological area during 2005—2017

另一方面，雖然近年來中國氣象局十分重視大氣科學(xué)的基礎(chǔ)理論研究及涉及體制機制改革的軟科學(xué)研究，但總體而言，基礎(chǔ)理論及軟科學(xué)類成果總體仍略顯偏少（圖3）。其中基礎(chǔ)理論類成果，年均僅32.2項，最多的2017年僅為102項，最少的2008年則為0項，此外2009和2006年也只有3項和4項；體制機制及政策類軟科學(xué)成果（即標(biāo)準(zhǔn)類除外）則更少，年均僅約10項，最多的2017年也只有45項，最少的2009年為0項（2013年前均不足10項）。因此，基礎(chǔ)理論研究及軟科學(xué)研究仍應(yīng)當(dāng)切實加強。

圖3 我國各類氣象科技成果的歷年分布（2005—2017年）Fig. 3 Annual number of different categories of Chinese science and technology achievements in the meteorological area from 2005 to 2017

3 成果產(chǎn)地及資助項目

3.1 成果產(chǎn)地分布特征

從氣象科技成果的產(chǎn)地分布看（圖4a），中國氣象局所在地北京產(chǎn)出的氣象科技成果最多，約占全國總成果數(shù)的9.3%，其次是廣東和浙江，分別占7.1%和6.5%，安徽、福建、上海、江蘇、湖北和山東省的產(chǎn)出也均占全國總數(shù)的4%以上。

此外，從地區(qū)分布看，華東是主產(chǎn)區(qū)（占全國的33%），其次是華北（占22.1%）和華南（占11.1%），東北、華中、西南、西北相對較少，分別占總成果數(shù)的7.7%、7.7%、7.4%和10.9%。

從氣象部門科技成果的產(chǎn)出機構(gòu)看（圖4b），氣象部門的科技成果主要產(chǎn)自中國氣象科學(xué)研究院和八個專業(yè)研究所（即“一院八所”），約占氣象部門總成果數(shù)的71.4%，充分顯現(xiàn)“一院八所”改革以來其氣象部門科研重地的貢獻和價值。

圖4 2005—2017年全國各地（a）和全國氣象部門（b）產(chǎn)出的科技成果Fig. 4 (a) Number of science and technology achievements of the meteorological area in different provinces from 2005 to 2017; (b) Number of science and technology achievements of the meteorological area in different departments from 2005 to 2017

3.2 資助項目

從科技成果的資助項目來源看（圖5a），產(chǎn)自“部門計劃”的氣象科技成果最多（占比約32.0%），產(chǎn)自“國家計劃”的成果其次（約占19.1%）。其中，“部門計劃”中約82%的來自中國氣象局。中國氣象局的計劃中，又以“氣候變化專項”和“關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用”，產(chǎn)出了約半數(shù)的應(yīng)用技術(shù)類成果。國家計劃資助的氣象科技成果中，約半數(shù)產(chǎn)自于“公益性行業(yè)（氣象）科研專項”和“國家自然科學(xué)基金”。這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)，客觀反映了近年來中國氣象局（科技與氣候變化司）主導(dǎo)的“氣候變化專項”和“公益性行業(yè)（氣象）科研專項”等的成效和影響力。

此外，值得注意的是，有約18.3%（僅次于“部門計劃”和“國家計劃”）的成果源自科技人員興趣的自選項目（或沒有項目資助），表明氣象領(lǐng)域的科技人員具有相當(dāng)高的投身科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)的自覺性。

由圖5b可見，在所有的氣象科技成果中，有約半數(shù)的為獨立研究完成，約8%是與院校合作研究完成的，有2%和1%分別是與企業(yè)和國（境）外機構(gòu)合作研究完成的。充分體現(xiàn)了氣象部門強勁的獨立研發(fā)能力和氣象事業(yè)科技型的特點，也反映近年來中國氣象局大力推進的“局校合作”“局企合作”和國際合作等在促進氣象科技創(chuàng)新中的作用正逐漸顯現(xiàn)。

圖5 氣象科技成果的資助項目（a）和研究形式（b）Fig. 5 Funding resources (a) and research channels (b)for science and technology achievements

4 成果所屬的學(xué)科分布

圖6給出了2005—2017年氣象科技成果所屬的學(xué)科分布，應(yīng)用氣象領(lǐng)域的科技成果最多（約占41.9%），其次為天氣領(lǐng)域（約占31.3%），再其次為綜合觀測及氣候領(lǐng)域，分別占總成果數(shù)的11.7%和8.7%。

應(yīng)用氣象科技成果，主要分布在農(nóng)業(yè)氣象、環(huán)境氣象、交通氣象、電力氣象、旅游氣象、防雷、水產(chǎn)養(yǎng)殖、氣候資源利用及風(fēng)險分析等領(lǐng)域。天氣領(lǐng)域的科技成果，主要涉及數(shù)值天氣預(yù)報技術(shù)和模式系統(tǒng)、客觀業(yè)務(wù)預(yù)報技術(shù)及系統(tǒng)改進、臺風(fēng)暴雨和強對流等極端天氣的形成機理及監(jiān)測預(yù)報技術(shù)、高溫和干旱、青藏高原和季風(fēng)水汽循環(huán)、大風(fēng)和低溫等。綜合觀測領(lǐng)域的科技成果，包括衛(wèi)星、雷達、風(fēng)廓線、微波輻射、雨滴譜、自動觀測等多源資料的獲取、質(zhì)量控制及數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)融合及天氣系統(tǒng)自動識別技術(shù)等。氣候領(lǐng)域的科技成果，涉及氣候數(shù)值預(yù)報技術(shù)及模式系統(tǒng)、極端氣候事件監(jiān)測識別及短期氣候預(yù)測、氣候變化及其影響評估、氣候區(qū)劃和氣候可行性論證等。

圖6 各學(xué)科領(lǐng)域的氣象科技成果分布Fig. 6 Distribution of science and technology achievements along different disciplines

上述氣象科技成果的分布，客觀反映了氣象與社會經(jīng)濟發(fā)展各行各業(yè)的緊密關(guān)系，也大致體現(xiàn)了天氣預(yù)報、綜合觀測及氣候預(yù)測等相關(guān)科研業(yè)務(wù)在氣象事業(yè)中的重要性。

圖7 2005—2017年各類氣象標(biāo)準(zhǔn)數(shù)分布Fig. 7 Number of different levels of meteorological standard released from 2005 to 2017

2005—2017年的氣象科技專利主要集中在綜合觀測學(xué)科領(lǐng)域，特別是有關(guān)氣象觀測設(shè)備和技術(shù)改進的實用新型專利、發(fā)明專利及外觀設(shè)計型專利。2005—2017年的氣象軟件著作權(quán)主要是業(yè)務(wù)系統(tǒng)和平臺，包括天氣預(yù)報、氣候監(jiān)測預(yù)測、農(nóng)業(yè)氣象等應(yīng)用氣象領(lǐng)域的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。2005—2017年的氣象標(biāo)準(zhǔn)類成果相對較多，包括“熱帶氣旋等級”等國家標(biāo)準(zhǔn)194項、“地面氣象觀測規(guī)范”等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)564項、“山川秀美工程治理前后縣域氣候變化評價規(guī)定”等地方標(biāo)準(zhǔn)528項、“雷電損害危險評估”等國際標(biāo)準(zhǔn)205項，分別占氣象領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)的13%、38%、35%和14%。

5 獲獎情況

獲獎是科技成果的創(chuàng)新性和潛在應(yīng)用價值被認可的重要標(biāo)志之一，氣象科技成果除投入業(yè)務(wù)應(yīng)用外，也有不少獲獎。據(jù)不完全統(tǒng)計，2005—2017年，氣象類科技成果共獲國家級獎20項（年均1.4項）、省部級獎244項（年均17.4項）。

5.1 國家級獎

在2005—2017年所獲的20項國家級獎中，以國家科技進步獎為主，共17次（占85%），國家自然科學(xué)獎3次（占15%），獲獎年份等主要信息見表1。

表1 2004—2017年獲國家級獎的氣象類科技成果Table 1 National awards received in the meteorological area during 2005 to 2017

由表1可見，2005—2017年，氣象部門獲國家級科技獎的科技成果年均約1.5項，獲獎成果涉及衛(wèi)星和遙感等監(jiān)測技術(shù)、數(shù)值預(yù)報和人機交互等預(yù)報關(guān)鍵技術(shù)、暴雨和干旱等極端天氣、沙塵和防雷、海氣相互作用和氣候預(yù)測、農(nóng)業(yè)氣象和生態(tài)、碳收支和氣候變化、奧運和人工增雨等氣象監(jiān)測預(yù)報和服務(wù)的眾多核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域。這也是近年來中國氣象科技創(chuàng)新發(fā)展取得顯著進步的有效應(yīng)證之一。

值得注意的是，氣象部門作為第一獲獎單位的僅12項（年均0.86項）且均為“二等獎”。據(jù)悉，最近一次獲國家級一等獎的氣象科技成果是2003年國家氣候中心主持的“我國短期氣候預(yù)測系統(tǒng)的研究”（獲國家科學(xué)技術(shù)進步一等獎），距今已15年。此外，至今氣象部門沒有獲得過“國家技術(shù)發(fā)明獎”。

5.2 省部級獎

表2列出了2005—2017年氣象部門（所屬單位）所獲的244項省部級科技進步類獎的基本情況，可見：期間共獲一等獎24項（年均1.7項）、二等獎93項（年均6.6項）、三等獎127項（年均9.1項），而且絕大部分是以排名第一單位的身份獲獎（約占省部級獎總數(shù)的89.7%）。

表2 2005—2017年獲省部級獎的氣象類科技成果統(tǒng)計Table 2 Provincial or ministerial awards received in the meteorological area during 2005 to 2017

隨著獎項等級的提高，氣象部門以第一單位獲獎的比例明顯降低。由表2和圖8可見，以第一單位獲二等獎的比例降為88.2%，獲一等獎的比例降為58.3%。以第一單位所獲的一等獎中，有超過半數(shù)的獎為中國氣象局或中國氣象學(xué)會頒發(fā)，即: 2005—2017年，氣象部門只有5項成果獲省（直轄市、自治區(qū)）的科技進步類獎，年均不足0.4項。表明，氣象部門的科技成果在地方（省）的認可度和顯示度仍有待提高。

圖8 2005—2017年獲各級省部級獎的氣象科技成果數(shù)分布Fig. 8 Number of provincial or ministerial awards at different levels received in the meteorological area during 2005 to 2017

此外，2005—2017年，我國還獲得世界氣象組織頒發(fā)獎項共9次（年均0.6項），包括“國際氣象組織（IMO）獎”3人次（葉篤正、秦大河、曾慶存），“WMO維拉—維薩拉儀器和觀測方法發(fā)展和實施獎”2次（陸其峰、楊帆等），“WMO青年科學(xué)家研究獎”4人次（張祖強、效存德、孫穎、陳峰）。這些獎項表明，我國的氣象科技在國際上已具有一定的影響力。

6 結(jié)論與討論

對中國氣象局“氣象科技管理信息系統(tǒng)”登記的2005—2017年的氣象（大氣科學(xué)）類科技成果，進行了初步分析，獲得以下結(jié)論：

1）從成果數(shù)量看，除發(fā)表論文論著外，近十余年氣象部門年均產(chǎn)出600余項科技成果，且呈現(xiàn)逐年指數(shù)增長的趨勢，特別是中國氣象局發(fā)布科技成果認定、中試基地管理和科技成果業(yè)務(wù)準(zhǔn)入等管理辦法后，促進了成果的爆發(fā)式增長。

2）從成果類型看，應(yīng)用技術(shù)類的成果占絕大多數(shù)（70.5%），這一方面客觀反映了近十多年我國的氣象科學(xué)研究緊緊圍繞氣象現(xiàn)代化建設(shè)需求開展，以應(yīng)用業(yè)務(wù)技術(shù)為主、基礎(chǔ)理論和軟科學(xué)為輔的研究特點，另一方面也反映了我國氣象基礎(chǔ)理論及軟科學(xué)研究仍應(yīng)切實加強。

3）從地域分布看，“北上廣”及浙江、安徽、福建、江蘇、湖北和山東等是近十余年我國氣象科技成果的高產(chǎn)區(qū)。從氣象部門的單位看，“一院八所”產(chǎn)出的科技成果約占氣象部門科技成果總數(shù)的71.4%，充分顯現(xiàn)“一院八所”的改革成效和在氣象科技創(chuàng)新中舉足輕重的地位。

4）從資助項目看，“氣候變化專項”和“關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用”項目產(chǎn)出了約半數(shù)的應(yīng)用技術(shù)類成果。“國家計劃”產(chǎn)生的成果中有約半數(shù)是受“公益性行業(yè)（氣象）科研專項”和“國家自然科學(xué)基金”資助。這客觀反映了中國氣象局“氣候變化專項”和“公益性行業(yè)（氣象）科研專項”等的成效。此外，還有近2成的科技成果源自科技人員興趣的自選項目（或沒有項目資助），這充分體現(xiàn)了氣象科技人員投身科技創(chuàng)新的高度自覺性。

5）從所屬學(xué)科看，科技成果主要分布在應(yīng)用氣象、天氣、綜合觀測及氣候領(lǐng)域，這客觀反映了氣象與社會經(jīng)濟發(fā)展各行各業(yè)的緊密關(guān)系，也大致體現(xiàn)了天氣預(yù)報、綜合觀測及氣候預(yù)測等相關(guān)科研業(yè)務(wù)在氣象事業(yè)中的重要性。

6）從獲獎情況看，氣象部門年均獲國家級科技獎1.5項，涉及衛(wèi)星遙感、數(shù)值預(yù)報、極端天氣氣候監(jiān)測預(yù)測等核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域，是近年來氣象科技創(chuàng)新發(fā)展的縮影之一。但是，作為第一獲獎單位年均僅0.86項且均為“二等獎”，最近一次獲“一等獎”還得追溯至2003年（距今已15年），且至今尚未獲得過“國家技術(shù)發(fā)明獎”。在所獲的“省部級一等獎”中，約58%是第一獲獎單位，且其中有超過半數(shù)的獎為中國氣象局（或中國氣象學(xué)會）頒發(fā)?？梢?，加強氣象科技創(chuàng)新仍任重而道遠。

需要說明的是，本文僅是基于中國氣象局（科技與氣候變化司）“氣象科技管理信息系統(tǒng)”的登記成果進行初步分析結(jié)果，或許并未包括我國氣象領(lǐng)域的全部科技成果（如在地方（省級）科研業(yè)務(wù)單位登記的成果），而且也沒有涉及論文論著的分析。