國家自然科學(xué)基金大氣科學(xué)學(xué)科二級申請代碼下設(shè)研究方向與關(guān)鍵詞解讀：D0506 大氣化學(xué)

丁愛軍 王煒罡 張霖 張強 車慧正 張慶竹

1 南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院, 南京 210023

2 中國科學(xué)院化學(xué)研究所, 北京100190

3 北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系, 北京 100871

4 清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系, 北京 100084

5 中國氣象科學(xué)研究院, 北京 100081

6 山東大學(xué)環(huán)境研究院, 青島 266237

1 引言

國家自然科學(xué)基金委員會（簡稱“自然科學(xué)基金委”）積極深化新時代科學(xué)基金改革，于2018年起開始實施多項改革措施，規(guī)范基金資助代碼并優(yōu)化學(xué)科布局（李靜海, 2018, 2020）。地球科學(xué)部地球科學(xué)五處（大氣科學(xué)學(xué)科）（簡稱“大氣學(xué)科”）積極響應(yīng)和落實自然科學(xué)基金委關(guān)于資助導(dǎo)向改革的有關(guān)精神，率先開展項目分類評審改革，助力優(yōu)化學(xué)科資助布局，通過頂層戰(zhàn)略設(shè)計、戰(zhàn)略咨詢研究并廣泛研討征求意見，構(gòu)建了新版大氣學(xué)科申請代碼設(shè)置方案，確定了以“分支學(xué)科”“支撐技術(shù)”和“發(fā)展領(lǐng)域”三個板塊共15 個二級申請代碼為主要架構(gòu)的學(xué)科代碼體系，并于2020 年正式投入使用。最近幾年，大氣學(xué)科定期組織專家對各二級申請代碼的下設(shè)研究方向和關(guān)鍵詞進行梳理分析和不斷優(yōu)化，形成了當(dāng)前“科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)”中的最新版本（劉哲等, 2020; 國家自然科學(xué)基金委員會, 2022）。

基金申請代碼、研究方向和關(guān)鍵詞是基金評審體系和學(xué)科方向優(yōu)化布局中的重要要素。一方面，在當(dāng)前的自然科學(xué)基金委評審過程中更多借助人工智能技術(shù)手段，對項目申請書的關(guān)鍵詞與專家預(yù)設(shè)的關(guān)鍵詞進行匹配，因此關(guān)鍵詞直接關(guān)系到評審專家的派送，同樣的申請書某種程度上可能由于選擇不同的基金申請代碼、研究方向和關(guān)鍵詞而出現(xiàn)截然不同的資助結(jié)果；另一方面，研究方向和關(guān)鍵詞的設(shè)置，某種程度上反映和體現(xiàn)了學(xué)科方向的發(fā)展動態(tài)和最新進展，對分支學(xué)科的發(fā)展可以起到一定的引導(dǎo)作用。因此，正確認(rèn)識和理解基金申請代碼、研究方向和關(guān)鍵詞對于青年科學(xué)家成功申報基金項目以及準(zhǔn)確把握學(xué)科動態(tài)趨勢并有針對性開展科學(xué)研究均有幫助。正是基于此背景，本文針對國家自然科學(xué)基金委大氣學(xué)科二級申請代碼 D0506 大氣化學(xué)的下設(shè)研究方向和關(guān)鍵詞進行解讀和分析。

2 代碼內(nèi)涵與研究方向總體框架

大氣化學(xué)是大氣科學(xué)中一門相對年輕的分支學(xué)科，其中平流層化學(xué)始于上世紀(jì)30 年代，而對流層化學(xué)主要隨著倫敦?zé)熿F和洛杉磯光化學(xué)煙霧的發(fā)生奠基于上個世紀(jì)中葉（Wallington et al., 2019）。此后，隨著酸雨、平流層臭氧空洞、霧霾污染等問題不斷出現(xiàn)，大氣化學(xué)作為大氣科學(xué)的分支學(xué)科之一得以迅速發(fā)展（王會軍等, 2004; 周秀驥等, 2005;IGAC, 2006）。根據(jù)國際全球大氣化學(xué)計劃IGAC的科學(xué)計劃與實施戰(zhàn)略（IGAC, 2006），大氣化學(xué)的主要研究目標(biāo)是“理解大氣化學(xué)在地球系統(tǒng)中的作用并量化區(qū)域排放、沉降、長距離輸送和化學(xué)轉(zhuǎn)化對空氣質(zhì)量的影響”。隨著氣候變化問題認(rèn)識的深入，大氣科學(xué)不斷認(rèn)識到人類活動對氣候系統(tǒng)的影響不僅僅是溫室氣體的排放，大氣中活性大氣成分（包括氧化性氣體和氣溶膠等）的變化帶來的影響成為當(dāng)前認(rèn)識中的主要不確定性之一（IPCC,2021），因此，大氣化學(xué)在整個大氣科學(xué)和地球系統(tǒng)科學(xué)中的作用也愈加重要（符淙斌和Manton,2018; Wallington et al., 2019; Kreidenweis et al.,2019）。

基于以上背景，自然科學(xué)基金委大氣學(xué)科在2020 年度代碼調(diào)整中，考慮大氣化學(xué)的發(fā)展及其自身相對獨立的知識體系，將其作為單獨的分支學(xué)科單列，成為支撐整個大氣科學(xué)發(fā)展的8 個基礎(chǔ)分支學(xué)科之一，這是歷史上自然科學(xué)基金委學(xué)科代碼中第一次將“大氣化學(xué)”作為二級代碼單獨列出（劉哲等, 2020）。原先“大氣化學(xué)與大氣環(huán)境”為一個二級學(xué)科代碼，存在著“分支學(xué)科”與“發(fā)展領(lǐng)域”混淆的情況。2020 版代碼調(diào)整，將“大氣環(huán)境”列入“發(fā)展領(lǐng)域”類的代碼D0514 大氣環(huán)境與健康氣象（劉哲等, 2020）。這一調(diào)整賦予“大氣化學(xué)”更加基礎(chǔ)性和支撐性的分支學(xué)科內(nèi)涵，并在下設(shè)研究方向和關(guān)鍵詞中進一步體現(xiàn)。

根據(jù)大氣化學(xué)所覆蓋領(lǐng)域的主要科學(xué)問題和研究手段，將其分為六個研究方向：（1）反應(yīng)性氣體與氣相化學(xué)；（2）氣溶膠物理化學(xué)及非均相過程；（3）大氣成分排放、輸送與沉降；（4）大氣化學(xué)與大氣物理相互作用；（5）大氣化學(xué)數(shù)值模擬與量化計算；（6）大氣化學(xué)外場試驗與實驗室模擬。前面四個方向為具體的科學(xué)問題，后面兩個是研究手段和方法。由于目前基金項目申請時系統(tǒng)里可以選擇兩個研究方向，該設(shè)置使申請人在相同二級申請代碼下更方便地選擇擬解決的科學(xué)問題和擬采用的主要研究手段。值得一提的是，這里的研究手段不同于“技術(shù)支撐”類代碼（如D0509、D0510、D0511 等）所側(cè)重的技術(shù)手段的研發(fā)，而更強調(diào)如何基于這些技術(shù)手段回答對應(yīng)的科學(xué)問題。

具體而言，研究方向1 和2 是大氣化學(xué)中最基礎(chǔ)性的化學(xué)問題，主要以反應(yīng)物質(zhì)的相態(tài)進行區(qū)分：研究方向1 側(cè)重于對流層和平流層的氣相化學(xué)（主要為光化學(xué)）；研究方向2 則包括了液相和非均相過程，涉及氣—液—固分配及不同相態(tài)體系之間的轉(zhuǎn)換，與氣溶膠的物理過程（如吸濕增長、凝結(jié)、碰并等）密不可分。研究方向3 側(cè)重于大氣化學(xué)成分及其變化密切相關(guān)的宏觀和微觀物理過程，更多是理解傳統(tǒng)的大氣物理過程（或參數(shù)）對大氣化學(xué)成分及其變化的影響。研究方向4 則是延伸至大氣化學(xué)與大氣物理的雙向作用和相互影響，側(cè)重于微觀化學(xué)過程與宏觀物理過程的結(jié)合與交叉，支撐大氣化學(xué)成分與天氣/氣候相互作用等問題的認(rèn)識。研究方向5 主要基于計算機模型模擬和量子化學(xué)計算，二者技術(shù)方法實現(xiàn)上有一定相近性，前者綜合了微觀與宏觀過程的模擬，而后者更側(cè)重于分子尺度基礎(chǔ)性化學(xué)反應(yīng)本身。研究方向6 主要包括以大氣化學(xué)成分測量相關(guān)的外場試驗和實驗室模擬等研究手段，側(cè)重于探測技術(shù)手段應(yīng)用于基礎(chǔ)性科學(xué)問題的認(rèn)識和理解。上述六大方向的關(guān)系如圖1 所示，其中研究方向4（“ACP interaction”）有機關(guān)聯(lián)著經(jīng)典的三大研究方向（研究方向1 至3），方向5 和6 則支撐著整個大氣化學(xué)科學(xué)問題的研究。

圖1 國家自然科學(xué)基金委大氣科學(xué)學(xué)科二級代碼D0506 大氣化學(xué)主要研究方向及關(guān)鍵詞（ACP 為Atmospheric Chemistry and Atmospheric Physics 的簡稱）Fig.1 Research directions and keywords under the secondary application codes of the atmospheric science discipline of the National Natural Science Foundation of China: D0506 Atmospheric Chemistry.ACP—Atmospheric Chemistry and Atmospheric Physics

3 關(guān)鍵詞設(shè)置的解讀

針對上述六大研究方向，每個方向設(shè)置數(shù)量為20～30 個不等的關(guān)鍵詞（如表1 所示）。具體每個研究方向的關(guān)鍵詞設(shè)置和考慮介紹如下：

表1 D0506 大氣化學(xué)二級代碼主要研究方向與關(guān)鍵詞Table 1 Research directions and keywords under the secondary application codes of the atmospheric science discipline:D0506 Atmospheric Chemistry

研究方向1：反應(yīng)性氣體與氣相化學(xué)。主要研究反應(yīng)性氣體（包括反應(yīng)速率較慢的溫室氣體）在大氣中的氣相化學(xué)反應(yīng)（Wallington et al., 2019）。按照研究對象和科學(xué)問題分為兩類關(guān)鍵詞：其中研究對象包括了對流層化學(xué)和平流層化學(xué)中的主要反應(yīng)性氣體前體物（如“臭氧”“氮氧化物”“揮發(fā)性有機化合物/非甲烷碳?xì)浠衔铩薄岸趸颉焙汀鞍睔狻钡龋┖椭匾姆磻?yīng)性中間產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物（如“反應(yīng)性含氮化合物”“含硫化合物”“氧化產(chǎn)物”和“過氧化物”），也包括反映大氣氧化能力的活性組分（如“自由基”“活性鹵素”和可光解產(chǎn)生OH 自由基的“氣態(tài)亞硝酸”等）以及分別在對流層和平流層化學(xué)中扮演重要角色的溫室氣體[如“甲烷”“鹵代烴（氟氯碳化合物）”等]?？茖W(xué)問題類的關(guān)鍵詞包括了氣相化學(xué)相關(guān)的主要對象，包括大氣化學(xué)區(qū)別于其它介質(zhì)化學(xué)過程的主要特點之一的“光化學(xué)”過程，按照空間劃分為“對流層化學(xué)”和“平流層化學(xué)”；此外，由于大氣中發(fā)生的反應(yīng)多為氧化反應(yīng)，設(shè)立了“大氣氧化性”“氧化過程”“自氧化過程”以及“反應(yīng)活性”等關(guān)鍵詞，以及其氧化速率快慢決定的化學(xué)成分的“化學(xué)壽命”；同時包括了體現(xiàn)大氣化學(xué)反應(yīng)速率等基礎(chǔ)性問題的關(guān)鍵詞（如“反應(yīng)動力學(xué)”和“氣相化學(xué)機理”等）。

研究方向2：氣溶膠物理化學(xué)及非均相過程。主要研究大氣氣溶膠生消相關(guān)的微觀化學(xué)和物理過程以及不同相態(tài)介質(zhì)（如液相、固相表面等）的化學(xué)反應(yīng)（Kreidenweis et al., 2019）。按照研究對象和科學(xué)問題分為兩類關(guān)鍵詞：其中研究對象既包括不同化學(xué)組分或來源的“氣溶膠”，如“硫酸鹽”“硝酸鹽”“銨鹽”“有機氣溶膠”“碳質(zhì)氣溶膠”“礦質(zhì)氣溶膠”和“海鹽”等（為避免重復(fù)，對于“黑碳”等組分，雖然在非均相過程中扮演重要角色，但更突出其輻射效應(yīng)，因此將其列入方向4）；研究對象還包括從空氣質(zhì)量角度定義的不同粒徑的顆粒物（如“細(xì)顆粒物”“超細(xì)顆粒物”和“納米顆粒物”等），以及與氣溶膠新粒子生成密切相關(guān)的前體物或者中間產(chǎn)物（如“氣態(tài)硫酸”“有機胺”“有機酸”和“分子簇”等）。科學(xué)問題部分則包括與氣溶膠生成密切相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)，如“多相反應(yīng)”“液相反應(yīng)”“非均相反應(yīng)”及“反應(yīng)動力學(xué)”，也包括主要過程（如“新粒子生成”“氣粒轉(zhuǎn)化”和“熱力學(xué)平衡”）以及相關(guān)過程涉及到的氣溶膠的幾種重要特性（如“吸濕性”“揮發(fā)性”“酸度”和“形貌”等）。

研究方向3：大氣成分排放、輸送與沉降。該方向重點研究影響大氣化學(xué)成分變化的主要物理過程，包括排放、沉降與地氣交換、大氣中的多尺度輸送和擴散過程等（Ding et al., 2017; 王體健等,2019）。按照研究對象和科學(xué)問題與過程分為兩類關(guān)鍵詞。關(guān)于研究對象，除研究方向1 和2 中所列的主要氣體和氣溶膠組分外，還包括追蹤大氣成分遷移過程的“示蹤物”和“同位素”、化學(xué)反應(yīng)速率較慢但與很多化學(xué)成分排放同源的“溫室氣體”、在大氣中不同化學(xué)壽命的“短壽命物污染物”和“持久性污染物”，以及理解大氣成分排放的主要數(shù)據(jù)和參數(shù)（如“源成分譜”和“排放因子”）、“人為源”“天然源”和“移動源”等不同類型的排放源（通常討論的“固定源”因很少單獨作為關(guān)鍵詞則未列出）?？茖W(xué)問題與過程方面，針對排放及其溯源設(shè)立“生物質(zhì)燃燒”“生物源排放”“排放清單”“源解析”“源反演”“排放源探測”和“源匯機制”等關(guān)鍵詞；針對多尺度傳輸設(shè)立“長距離輸送”“跨界輸送”和“傳輸通量”等關(guān)鍵詞；針對沉降與地氣交換，設(shè)立“干濕沉降”“海氣交換通量”和“地氣交換通量”等關(guān)鍵詞。

研究方向4：大氣化學(xué)與大氣物理相互作用。與研究方向3 重點理解各種物理過程對于大氣化學(xué)成分變化的影響不同，該方向重點研究大氣化學(xué)過程與大氣物理過程的交互作用（Ding et al., 2017;Peng et al., 2021）。按照研究對象、關(guān)鍵特性以及科學(xué)問題與過程分為三類關(guān)鍵詞：研究對象包括具有較強輻射特性的“黑碳”和“棕碳”等、反映氣溶膠粒徑分布這一重要物理性質(zhì)的“粒徑譜”，以及與大氣理化過程相互作用密切相關(guān)的“大氣邊界層”、影響氣溶膠輻射和微物理特性的“氣溶膠光學(xué)厚度”和“云凝結(jié)核”。在關(guān)鍵特性方面，包括氣溶膠的“吸濕性”“光學(xué)性質(zhì)”和“混合狀態(tài)”，也有反映氣溶膠影響地表輻射特性的“冰雪反照率”和影響微物理特征的“冰核活性”，以及“輻射強迫”和“短生命期氣候強迫”等。在科學(xué)問題和關(guān)鍵過程方面，主要包括“顆粒物老化”“凝結(jié)”“碰并”和“相變過程”等物理過程和“氣溶膠動力學(xué)”，也包括“氣溶膠—輻射相互作用”“氣溶膠—云相互作用”和“雙向反饋”，以及與之密切相關(guān)的“氣溶膠—邊界層相互作用”和“云凝結(jié)核活化”等。

研究方向5：大氣化學(xué)數(shù)值模擬與量化計算。該方向與數(shù)值模式和數(shù)值計算為主要手段，幫助定量回答研究方向1 至4 的主要科學(xué)問題。作為研究手段與方法，該方向主要包括模式工具和關(guān)鍵技術(shù)兩類關(guān)鍵詞：其中模式工具部分有常用的“大氣化學(xué)傳輸模式”（泛指三維歐拉空氣質(zhì)量模式）、用于研究化學(xué)機制的“箱模式”（又稱為“盒子模式”）、用于估算排放源強的“排放模式”和用于源追蹤“溯源模式”與“受體模式”；也包括按照空間尺度劃分的“街渠模式”“城市模式”“區(qū)域模式”和“全球模式”；此外，還有專門用于研究大氣化學(xué)與氣候系統(tǒng)相互作用的“氣候化學(xué)耦合模式”、用于模式同化技術(shù)的“伴隨模式”以及區(qū)別于通常所用歐拉視角的“拉格朗日模式”（包括拉格朗日擴散模式和拉格朗日箱體化學(xué)模式）等。關(guān)鍵技術(shù)部分的關(guān)鍵詞主要包括涉及大氣化學(xué)動力學(xué)模擬的“大氣化學(xué)反應(yīng)機理”“化學(xué)機制參數(shù)化”等，涉及數(shù)值模擬和診斷分析的“動力—化學(xué)耦合模擬”“資料同化”“不確定性分析”和“過程分析”等；也包括常用的“量子化學(xué)計算”及其“量子力學(xué)—分子力學(xué)組合方法（QM/MM）”等，以及當(dāng)前常用的“機器學(xué)習(xí)”和“深度學(xué)習(xí)”等大數(shù)據(jù)相關(guān)的新技術(shù)。

研究方向6：大氣化學(xué)外場試驗與實驗室模擬。該方向主要通過利用各種先進的儀器（包括原位測量、遙感和采樣分析）理解大氣化學(xué)成分的時空變化特征和成因，并有針對性利用實驗室內(nèi)模擬揭示大氣化學(xué)反應(yīng)在其中的作用機制（Barker et al.,2017）。該方向主要包括相關(guān)研究所需要的研究裝備和關(guān)鍵技術(shù)兩類關(guān)鍵詞：其中研究裝備部分包括外場和實驗室測量所需要的“光譜”“質(zhì)譜”“色譜”和“電鏡”等常用在線測量和實驗室分析儀器，也包括開展實驗室模擬的所需要的“流動管”“反應(yīng)器”“煙霧箱”和“模擬艙”等；在關(guān)鍵技術(shù)方面，按照測量方式分為“在線測量”與“離線測量”以及常用的“被動采樣”“原位探測”與“遙感探測”，其中也包括遙感探測中常用的“衛(wèi)星反演”和地氣交換中常用的“通量測量”；按照測量和模擬平臺也分為“外場觀測”“移動觀測”“立體探測”和“實驗室模擬”，以及與測量數(shù)據(jù)質(zhì)控相關(guān)的“儀器比對”“數(shù)據(jù)質(zhì)量控制”和“數(shù)據(jù)集成”等。

4 基于文獻(xiàn)計量學(xué)的關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞是文獻(xiàn)計量學(xué)的重要概念，基于關(guān)鍵詞的統(tǒng)計分析可以幫助理解相關(guān)領(lǐng)域方向的研究動態(tài)和趨勢。通過分析科睿唯安Web of Science 數(shù)據(jù)庫2002～2021 年近20 年的收錄文章的數(shù)據(jù)，本文對二級學(xué)科代碼D0506 大氣化學(xué)下設(shè)六個研究方向的關(guān)鍵詞進行了統(tǒng)計，分別分析了每個關(guān)鍵詞的詞頻以及近5 年（2016～2021 年）詞頻在20 年期內(nèi)的占比，同時對比了國內(nèi)和國外學(xué)者發(fā)表文章的關(guān)鍵詞情況（圖2）。

圖2 基于 Web of Science 數(shù)據(jù)庫檢索的D0506 大氣化學(xué)下設(shè)（a-f）研究方向1 至6 的關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率統(tǒng)計：最近20 年（2002～2021 年）的詞頻排序（左列）以及2016～2021 年近五年詞頻在20 年（2002～2021 年）中的國內(nèi)外占比（右列）Fig.2 Frequency statistics of keywords under the “D0506 Atmospheric Chemistry” research directions based on “Web of Scienc” database retrieval:Ranking of word frequency in recent 20 years (2002-2021; left column); word frequency in recent 5 years (2016-2021) compared the proportion of recent 20 years (2002-2021) in China and foreign countries (right column)

統(tǒng)計分析表明，研究方向1 中使用頻次位居前五的關(guān)鍵詞有“臭氧”“二氧化硫”“氮氧化物”“氨氣”等幾種常見反應(yīng)性氣體和“自由基”這一驅(qū)動大氣化學(xué)反應(yīng)的關(guān)鍵氧化劑；研究方向2 中使用頻次較高的則有“氣溶膠”“硫酸鹽”“銨鹽”“粒徑譜”“細(xì)顆粒PM2.5”“硝酸鹽”和“二次有機氣溶膠”等；研究方向3 的高頻詞包括“排放”“示蹤物”“生物質(zhì)燃燒”“溫室氣體”“同位素”和“源解析”等；研究方向4 的高頻詞主要包括“黑碳”“凝結(jié)”“輻射強迫”“氣溶膠光學(xué)厚度”和“大氣邊界層”等；研究方向5 的高頻詞主要有“資料同化”“化學(xué)傳輸模式”“全球模式”“箱模式”“機器學(xué)習(xí)”和“區(qū)域模式”等；而研究方向6 的高頻詞則有“激光雷達(dá)”“光譜”“衛(wèi)星反演”“煙霧箱”和“遙感”等。

關(guān)鍵詞的近5 年詞頻在近20 年中的占比可以從一定程度上反映近年研究方向和熱點的變化。以研究方向1 為例，“平流層化學(xué)”“鹵代烴”等關(guān)鍵詞在國內(nèi)外占比累加均少于25%（相當(dāng)于5 年占20 年的平均百分比），說明自蒙特利爾協(xié)議簽訂后臭氧洞逐漸恢復(fù)，大氣化學(xué)界對平流層化學(xué)的關(guān)注度顯著減低；同時可以看到“化學(xué)壽命”“氣相化學(xué)機制”和“光化學(xué)”等關(guān)鍵詞的占比也不足25%，說明基礎(chǔ)性的化學(xué)機制方面的研究已相對成熟而關(guān)注較少。與此同時，可以看到因為大氣氧化性增加的問題引起學(xué)界的廣泛關(guān)注，“大氣氧化能力”“氧化過程”和“自氧化”等關(guān)鍵詞近年比例顯著上升（接近甚至超過50%），其中“大氣氧化能力”“氧化過程”和“氣態(tài)亞硝酸HONO”等在中國學(xué)者發(fā)表文章中的詞頻尤為突出，反映了近年來我國因臭氧濃度上升對相關(guān)問題的關(guān)注和研究顯著增加。

在研究方向2 中，“細(xì)顆粒PM2.5”“揮發(fā)性”“吸濕性”“新粒子生成”“有機氣溶膠”“納米顆?！焙汀岸嘞嗷瘜W(xué)”等關(guān)鍵詞在近5 年中的詞頻超過了40%，其中特別是“細(xì)顆粒PM2.5”和“多相化學(xué)”等中國學(xué)者使用頻次比例較高（超過了國內(nèi)外學(xué)者的40%）；“非均相反應(yīng)”“分子團簇”“有機酸”“氣粒轉(zhuǎn)換”和“有機胺”等關(guān)鍵詞中國學(xué)者的使用占比則更高。研究方向3 中“源反演”“短壽命污染物”“陸氣交換”和“源解析”等關(guān)鍵詞近5 年占比相對較高，其中“源解析”國內(nèi)占比超過45%；此外 “跨界輸送”“源成分譜”等關(guān)鍵詞國內(nèi)學(xué)者的占比高于國外，反映了國內(nèi)近年大氣復(fù)合污染防治中的關(guān)注熱點。在研究方向4 中，“氣溶膠—輻射相互作用”“棕碳”“氣溶膠—云相互作用”和“混合態(tài)”等是近5 年關(guān)注度顯著增加的關(guān)鍵詞，且中國學(xué)者的使用比例均超過40%。

在研究方向5 中，“機器學(xué)習(xí)”和“量子化學(xué)計算”是近五年增加最為突出的關(guān)鍵詞，此外，“耦合氣候—化學(xué)模式”和“源解析模式”詞頻也呈一定的增加趨勢，中國學(xué)者的使用比例較高。值得注意的是，國內(nèi)學(xué)者使用“量子化學(xué)計算”比例顯著高于國外，但“機器學(xué)習(xí)”則反之，說明在大氣科學(xué)中對人工智能等先進信息技術(shù)的應(yīng)用仍有待加強。此外，從國內(nèi)外詞頻使用比例也可以看到，“全球模式”“耦合氣候—化學(xué)模式”“拉格朗日模式”、數(shù)值方法”和“并行計算”等關(guān)于模式發(fā)展的基礎(chǔ)性的工作國內(nèi)占比明顯較低，一定程度上反映了相應(yīng)支撐技術(shù)方向的發(fā)展滯后。在研究方向6 中，“移動測量”和“在線測量”使用頻率近五年顯著增加，其次為“質(zhì)譜”“原位探測”等關(guān)鍵詞。其中，“移動觀測”國外學(xué)者使用較多，反映了在國內(nèi)外大氣化學(xué)試驗平臺選擇的差異：國內(nèi)多用位置固定的超級站開展點上的觀測，而國際上更多依賴飛機、輪船等移動平臺開展空間尺度上的立體觀測。關(guān)于這一點，國內(nèi)大氣化學(xué)界已經(jīng)逐漸意識到該問題，并開始嘗試基于天空地一體化探測平臺組織大型強化觀測試驗，以彌補相關(guān)方向不足。此外，值得注意的是“儀器比較”和“閉合試驗”等基礎(chǔ)性的工作國內(nèi)學(xué)者開展的也相對較少。

5 結(jié)束語

本文主要對國家自然科學(xué)基金委大氣科學(xué)大氣化學(xué)二級申請代碼大氣科學(xué)（D0506）的下設(shè)研究方向和關(guān)鍵詞進行解讀，并基于文獻(xiàn)計量學(xué)的方法對最近20 年內(nèi)這些關(guān)鍵詞在國際期刊論文中的使用情況進行了統(tǒng)計分析，進而結(jié)合當(dāng)前國際和國內(nèi)大氣化學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢開展了討論?？傮w而言，大氣學(xué)科積極落實新時代基金資助導(dǎo)向，在2020版基金代碼設(shè)置方案中做了系統(tǒng)性的梳理和重構(gòu)，對大氣化學(xué)二級學(xué)科方向而言，歷史上第一次作為大氣科學(xué)分支學(xué)科之一有了獨立的申請代碼，并且和“大氣環(huán)境和健康氣象”這一發(fā)展領(lǐng)域代碼有了明顯的區(qū)分。這對于大氣化學(xué)和大氣環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域方向進一步的發(fā)展具有里程碑意義。目前D0506大氣化學(xué)代碼下設(shè)的六個研究方向，充分考慮了大氣化學(xué)中不同相態(tài)的大氣成分、大氣化學(xué)與大氣物理的相互關(guān)系，并結(jié)合支撐相關(guān)基礎(chǔ)性科學(xué)問題研究的主要手段和方法進行了統(tǒng)籌考慮。這些考慮便于項目申請人選擇同一代碼下的兩個方向，有助于項目評審時在“大氣化學(xué)”領(lǐng)域內(nèi)精準(zhǔn)匹配專家。申請人在項目申請過程中，應(yīng)該充分理解研究方向和關(guān)鍵詞設(shè)置的相關(guān)考慮并準(zhǔn)確選擇，以更好地實現(xiàn)項目的資助。事實上，在本輪代碼改革后，大氣化學(xué)方向函評均分和資助率均有顯著提高（何建軍等, 2021; 周圻, 2022）。

基于Web of Science 數(shù)據(jù)庫對過去20 年關(guān)鍵詞的文獻(xiàn)計量學(xué)分析充分反映了關(guān)鍵詞在學(xué)界的使用比例及最近幾年的變化。結(jié)果表明，隨著我國對大氣復(fù)合污染防治的高度關(guān)注，包括國家自然科學(xué)基金重大研究計劃在內(nèi)的一系列國家級重大項目的實施，最近幾年大氣化學(xué)方向得以飛速發(fā)展，形成了很多新的熱點。但同時我們也可以看到，新的信息技術(shù)的應(yīng)用、具有立體探測能力的重大基礎(chǔ)設(shè)施的運用，以化學(xué)反應(yīng)機理、模式發(fā)展和儀器研發(fā)、質(zhì)控比對等基礎(chǔ)性的工作仍有待進一步加強，并作為今后基金資助中的優(yōu)先方向。相關(guān)分析也表明，當(dāng)前學(xué)科發(fā)展迅速、熱點輪換快，基金信息系統(tǒng)所確定的關(guān)鍵詞應(yīng)該“與時俱進”，建議每隔兩到三年更新一次，以更好地服務(wù)基金資助工作并推動學(xué)科更快發(fā)展。

致謝本文所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析整理得到了國家自然科學(xué)基金委地球科學(xué)部地球科學(xué)五處（大氣科學(xué)學(xué)科）劉哲和何建軍等的幫助，南京大學(xué)黃昕等參與文獻(xiàn)計量學(xué)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。