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研究與技術開發(fā)所獲得的、具有學術意義和實用價值的創(chuàng)造性知識產品，其表現(xiàn)形式主要包括：公開發(fā)表的論文論著、擁有著作權的軟件或專利、正式頒布的標準及經過鑒定或認定的科研結果[1]。近年來，中國氣象局還把在推進氣象現(xiàn)代化建設中形成的業(yè)務技術報告、決策服務材料、發(fā)展規(guī)劃、軟科學研究報告及在日常氣象業(yè)務和服務工作中建立的業(yè)務系統(tǒng)和平臺（含研發(fā)的儀器設備）、數(shù)據集、技術方法和指標、科普作品等，也一并納入科技成果的范疇進行統(tǒng)一管理。

為提高生產力水平而對科技成果所進行的后續(xù)試驗、開發(fā)、應用、推廣直至形成新技術、新工藝、新材料、新產品，發(fā)展新產業(yè)等活動，即為科技成果的轉化[2]。

為促進科技創(chuàng)新和成果轉化，美國早在1986年和1997年先后發(fā)布《聯(lián)邦技術轉移法》和《聯(lián)邦技術轉讓商業(yè)化》，歐盟則發(fā)布了《促進科學和產業(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“科學技術是第一生產力”，近年來又發(fā)布《國家創(chuàng)新驅動發(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化法》、2016年發(fā)布《實施促進科技成果轉化法若干規(guī)定》和《促進科技成果轉移轉化行動方案》、2017年發(fā)布《國家技術轉移體系建設方案》等，促進了我國科技成果的轉化和應用[3-4]。

自2006年國務院發(fā)布《關于加快氣象事業(yè)發(fā)展的若干意見》以來，中國氣象局與科學技術部等聯(lián)合印發(fā)《氣象科學和技術發(fā)展規(guī)劃（2006—2020）》和《國家氣象科技創(chuàng)新體系建設意見》，制定《氣象科技創(chuàng)新體系建設指導意見（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化，中國氣象局創(chuàng)建了“天氣預報”和“氣候預測”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)務準入等較完整的流程。

本文概述了近十幾年我國氣象領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化應用、更好地發(fā)揮其在提升我國防御氣象災害能力方面的貢獻。

1 數(shù)據來源

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學院運行保障）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、著作權軟件362個和標準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

大氣科學是研究大氣中的各種現(xiàn)象及其演變規(guī)律并在此基礎上為人類服務的一門學科。2005—2017年，我國氣象科學研究領域共產出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，各年產出（登記）的成果數(shù)差別很大，最多的2017年產出近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》等不無關系，也表明加強對科技成果的規(guī)范和科學管理十分必要和重要。

2.2 成果類別特征

科技成果按其性質分為基礎理論類成果、應用技術類成果和軟科學類成果三大類。其中，基礎理論成果，是指在基礎研究和應用研究領域取得的新發(fā)現(xiàn)、新學說。應用技術成果，是指在科學研究、技術開發(fā)和應用中取得的新技術、新工藝、新產品、新材料、新設備和計算機軟件等。軟科學成果，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、觀點和標準等。

2005年以來，我國8843項各類氣象科技成果中，應用技術類成果達6233項，約占總成果數(shù)的70.5%，基礎理論類成果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研究緊緊圍繞氣象現(xiàn)代化建設需求，開展以應用業(yè)務技術為主、基礎理論為輔的研究特點。值得注意的是，軟科學類的成果占總成果數(shù)的近4成，其中包括國家標準和行業(yè)標準共計2059個，這與氣象事業(yè)的規(guī)范化和標準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)范和標準建設的結果。

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的基礎理論研究及涉及體制機制改革的軟科學研究，但總體而言，基礎理論及軟科學類成果總體仍略顯偏少（圖3）。其中基礎理論類成果，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成果（即標準類除外）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，基礎理論研究及軟科學研究仍應當切實加強。

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 成果產地及資助項目

3.1 成果產地分布特征

從氣象科技成果的產地分布看（圖4a），中國氣象局所在地北京產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出機構看（圖4b），氣象部門的科技成果主要產自中國氣象科學研究院和八個專業(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），產自“部門計劃”的氣象科技成果最多（占比約32.0%），產自“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“關鍵技術集成與應用”，產出了約半數(shù)的應用技術類成果。國家計劃資助的氣象科技成果中，約半數(shù)產自于“公益性行業(yè)（氣象）科研專項”和“國家自然科學基金”。這些統(tǒng)計數(shù)據，客觀反映了近年來中國氣象局（科技與氣候變化司）主導的“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），表明氣象領域的科技人員具有相當高的投身科學研究和技術開發(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 成果所屬的學科分布

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

應用氣象科技成果，主要分布在農業(yè)氣象、環(huán)境氣象、交通氣象、電力氣象、旅游氣象、防雷、水產養(yǎng)殖、氣候資源利用及風險分析等領域。天氣領域的科技成果，主要涉及數(shù)值天氣預報技術和模式系統(tǒng)、客觀業(yè)務預報技術及系統(tǒng)改進、臺風暴雨和強對流等極端天氣的形成機理及監(jiān)測預報技術、高溫和干旱、青藏高原和季風水汽循環(huán)、大風和低溫等。綜合觀測領域的科技成果，包括衛(wèi)星、雷達、風廓線、微波輻射、雨滴譜、自動觀測等多源資料的獲取、質量控制及數(shù)據庫、數(shù)據融合及天氣系統(tǒng)自動識別技術等。氣候領域的科技成果，涉及氣候數(shù)值預報技術及模式系統(tǒng)、極端氣候事件監(jiān)測識別及短期氣候預測、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 各學科領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濟發(fā)展各行各業(yè)的緊密關系，也大致體現(xiàn)了天氣預報、綜合觀測及氣候預測等相關科研業(yè)務在氣象事業(yè)中的重要性。

圖7 2005—2017年各類氣象標準數(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科領域，特別是有關氣象觀測設備和技術改進的實用新型專利、發(fā)明專利及外觀設計型專利。2005—2017年的氣象軟件著作權主要是業(yè)務系統(tǒng)和平臺，包括天氣預報、氣候監(jiān)測預測、農業(yè)氣象等應用氣象領域的業(yè)務系統(tǒng)。2005—2017年的氣象標準類成果相對較多，包括“熱帶氣旋等級”等國家標準194項、“地面氣象觀測規(guī)范”等行業(yè)標準564項、“山川秀美工程治理前后縣域氣候變化評價規(guī)定”等地方標準528項、“雷電損害危險評估”等國際標準205項，分別占氣象領域標準總數(shù)的13%、38%、35%和14%。

5 獲獎情況

獲獎是科技成果的創(chuàng)新性和潛在應用價值被認可的重要標志之一，氣象科技成果除投入業(yè)務應用外，也有不少獲獎。據不完全統(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、數(shù)值預報和人機交互等預報關鍵技術、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測、農業(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)測預報和服務的眾多核心業(yè)務領域。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“我國短期氣候預測系統(tǒng)的研究”（獲國家科學技術進步一等獎），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）類科技成果，進行了初步分析，獲得以下結論：

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)務準入等管理辦法后，促進了成果的爆發(fā)式增長。

2）從成果類型看，應用技術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研究緊緊圍繞氣象現(xiàn)代化建設需求開展，以應用業(yè)務技術為主、基礎理論和軟科學為輔的研究特點，另一方面也反映了我國氣象基礎理論及軟科學研究仍應切實加強。

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區(qū)。從氣象部門的單位看，“一院八所”產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“關鍵技術集成與應用”項目產出了約半數(shù)的應用技術類成果。“國家計劃”產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）從所屬學科看，科技成果主要分布在應用氣象、天氣、綜合觀測及氣候領域，這客觀反映了氣象與社會經濟發(fā)展各行各業(yè)的緊密關系，也大致體現(xiàn)了天氣預報、綜合觀測及氣候預測等相關科研業(yè)務在氣象事業(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)值預報、極端天氣氣候監(jiān)測預測等核心業(yè)務領域，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（或中國氣象學會）頒發(fā)。可見，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果，或許并未包括我國氣象領域的全部科技成果（如在地方（省級）科研業(yè)務單位登記的成果），而且也沒有涉及論文論著的分析。