美國國家強風暴實驗室（NSSL）文獻產出分析

■ 鄭秋紅 張定媛 王改利 賈朋群

NSSL的研究，既有基礎研究層面的成果（以外場試驗為代表），更有基礎研究與業務應用“最后一公里”意義上的以提升業務能力為目標的研究（以新技術平臺研究為代表），同時兼顧強天氣的國際、國內環境、合作和文化等建設。

1 NSSL發展簡史

美國國家強風暴實驗室（NSSL）的歷史，可以追溯到1962年，那時美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）尚未成立，美國國家氣象局（NWS）的前身美國天氣局（WB）實施國家強風暴項目（NSSP），研究小組離開WB本部，來到剛剛安裝了WSR-57雷達的Norman，構建天氣雷達實驗室。兩年后，NSSP也整體轉移到這里，并成為美國的國家強風暴實驗室，第一任負責人為Edwin Kessler。

NSSL隨后的工作與美國聯邦氣象業務緊密聯系在一起，1971年NSSL實驗多普勒雷達業務化。1975年開始，NSSL組織針對龍卷的外場試驗。1987年NSSL開發了幫助預報員預報冰雹、龍卷、下擊暴流和颮鋒等的雷達算法，提升了雷達的價值。1990年代，NSSL積極組織或參與了WDSS、COPS-91、VORTEX等試驗，驗證了雷達在氣象研究和業務中的巨大價值。1995年美國商務部授予NSSL金質獎章，以表彰其在全國布設WSR-88D雷達上的貢獻。

20世紀末，NSSL和俄克拉何馬大學（OU）合作開展VORTEX-99。2000年NSSL開始建設國家天氣雷達試驗平臺（NWRT），開始面向業務的相控陣雷達開發。2003年，相關的成果多功能相控陣雷達（MPAR）業務化。2004年NEXRAD雙極化項目啟動，技術采用NSSL方案。

NSSL作為OAR所屬的機構，還通過NOAA合作研究所機制，與OU大學共同主辦中尺度氣象合作研究所（CIMMS），通過人員和項目的交互，實現了與高校研究強強聯合獲得雙贏。

2 NSSL研究論文產出

NSSL作為典型的研究型業務部門，十分關注其以研究論文方式形成的科技創新成果。NSSL專門組織了NSSL出版物文獻數據庫，實時監控其科技成果產出。數據庫給出自1976年以來該部門的論文產出情況。本文基于這個數據庫，給出相關的統計結果。

2.1 1995—2014年NSSL論文產出情況

圖1中給出1995—2014年NSSL論文產出情況。基于NSSL學者的數量，在2005—2009年的5年時間里，每個學者平均每年發表論文0.88篇，在2010—2014年，增加到了1.11篇。

圖1 1995—2014年NSSL科技論文產出

2.2 2015—2019年NSSL論文產出情況

基于NSSL出版文獻庫，表1中給出了2015—2019年NSSL的科技論文產出統計。

表1 2015—2019年NSSL論文產出（單位：篇）

從表1中的數字可以看出，NSSL最近5年里，年均發表論文97篇，其中期刊論文81篇，會議論文8篇。按照論文作者區分，聯邦作者和CIMMS作者年均論文數分別為68篇和66篇，不僅差異不大，而且因為兩類作者合作頻繁，幾乎融為一體。此外，最近5年里盡管年均論文數量近百篇，但是第一作者機構論文僅41篇，不到一半，這或許和NSSL作為一個科技型的業務部門，擁有較多的外圍研究人員，并且與國際學界、企業等保持大量合作有關。

2.3 NSSL研究成果的影響力

NSSL近5年發表的論文大多刊載在高影響期刊上。表2給出2015—2019年發表NSSL論文的主要期刊（刊載論文5篇及以上的期刊）分布。從表2給出的主要期刊中，不難發現近5年來NSSL論文的一些特征。

表2 2015—2019年NSSL論文主要刊載期刊（刊載5篇及以上）（單位：篇）

NSSL最主要的科學論文大多發表在美國氣象學會主辦的期刊上。11種主要期刊中，AMS主辦的期刊占據8席，最近5年刊載了NSSL的近280篇論文。除IEEE系列期刊外的10種主要期刊5年平均影響因子的均值達到4.295，高于大氣科學類期刊的平均影響因子（3.167）。美國以外的主要大氣科學類期刊亦有刊載，但數量較少，例如，《英國皇家氣象學會季刊》（4篇）、德國氣象期刊Meteorologische Zeitschrift（2篇）、《自然-災害》（3篇）、Tellus（1篇）等。

NSSL最重要的研究領域涉及天氣預報。AMS期刊中，最重要的天氣預報研究期刊《天氣和預報》《每月天氣評論》是刊載NSSL論文最多的前兩種期刊，最近5年的總論文量為123篇，大約占NSSL最重要研究成果的三分之一左右。

水文學研究和應用是NSSL的重要研究領域。最近5年，NSSL在AMS的兩種水文科學相關的期刊上發表論文較多，這與該機構重視對流導致降水的研究有關，水文科學成為該機構雷達探測與重要的天氣和水文預報應用結合的優勢所在。

BAMS成為NSSL最重要的宣示項目類整體進展的平臺。最近5年，NSSL在BAMS上發表了39篇論文，尤其是在2015—2017年，每年在BAMS發表的論文都在10篇左右。分析這些論文，發現其主題或者與外場試驗密切聯系在一起，或者與新系統和技術體系（包括技術指南）聯系在一起，同時還和新概念、國際合作等有關。

應該說，NSSL在BAMS上發表的文章類型，具有整體上的啟示意義，即NSSL的研究，既有基礎研究層面的成果（以外場試驗為代表），更有基礎研究與業務應用“最后一公里”意義上的以提升業務能力為目標的研究（以新技術平臺研究為代表），同時兼顧強天氣的國際、國內環境、合作和文化等建設。至少最近5年里，NSSL并沒有在世界頂級期刊上發表過論文，但是其研究對國家核心能力提升的價值十分明顯。

3 結果與討論

NSSL的大量成果主要通過AMS主辦的各類學術期刊發表。其中在BAMS上發表的近40篇論文的主題，很好地揭示了NSSL在美國乃至全球氣象和大氣科學及相關業務服務中“三步式”的價值所在：第一步設計針對預報問題的科學試驗；第二步完成外場試驗并對數據進行處理；第三步依據試驗數據并吸納更廣泛的基礎研究成果轉化為新（或改進的）業務系統“樣機”，從而打通從研究到業務的“最后一公里”。