張培昌 顧松山 王振會 魏鳴 官莉 郜海陽 寇蕾蕾
摘要 大氣探測學科是大氣科學學科重要的核心學科分支之一。我校大氣探測學科從1973年創(chuàng)建至今,經(jīng)47年的風雨征程,幾代人的努力與執(zhí)著,歷經(jīng)重組和調(diào)整,始終圍繞學校發(fā)展目標,將專業(yè)建設與國家需求緊密接合,不斷探索和加強人才培養(yǎng)、師資建設和提升科研水平,建立了特色鮮明的學科體系,為學校和中國氣象事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。本文概略介紹了大氣探測學科內(nèi)涵和我校大氣探測學科概況,從初始建立、改革發(fā)展、發(fā)展提升等三個階段描述學科沿革拓展、師資隊伍壯大、實習實驗設備、課程教材建設、基礎理論技術研究、氣象系統(tǒng)開發(fā)、學科建設成果及未來發(fā)展規(guī)劃等。
關鍵詞 大氣探測;大氣科學;大氣遙感;南京信息工程大學
1 大氣探測學科內(nèi)涵與我校大氣探測學科概況
1.1 大氣探測學科內(nèi)涵
大氣探測學科是大氣科學學科(管兆勇,2020)中最重要的核心學科之一,既很重要又頗具特色,專門研究地球大氣中各種現(xiàn)象和狀態(tài)參數(shù)的探測理論、技術方法和數(shù)據(jù)應用。通過定量估測描述地球大氣物理及化學性質(zhì)的各種特征參量,對獲得的各種信號、數(shù)據(jù)進行加工處理,提取表征大氣狀態(tài)和成分的溫、濕、壓、風、云、雨、雪、霧等多種信息,并對這些信息進行實時或非實時綜合分析應用,為社會生產(chǎn)和人類生活提供服務。大氣探測業(yè)務觀測和科學實驗觀測為大氣科學的各分支學科研究與應用提供數(shù)據(jù)支撐(林曄和顧松山,1994)。
探測手段的創(chuàng)新通常會帶來以往難以預計的重大發(fā)現(xiàn),大氣探測學及時融合相關電子計算、微波、信號數(shù)據(jù)處理以及數(shù)理等領域的新成果,新型氣象傳感器更新拓展探索大氣探測技術方法(王振會等,2016)。20世紀大氣科學取得迅速發(fā)展,其原因之一就是重視觀測系統(tǒng)建設和新探測技術應用。國際幾個大型研究計劃,如全球能量和水分循環(huán)研究計劃(Global Energy and Water Cycle Experiment,GEWEX)、氣候變化與可預報性研究計劃(Climate Variability and Predictability Programme,CLIVAR)、世界天氣研究計劃(World Weather Research Programme,WWRP)都把觀測系統(tǒng)建設放在首位,并積極發(fā)展新的大氣探測技術。目前衛(wèi)星遙感技術、無人機技術、相控陣天氣雷達技術、激光應用技術、微波輻射計技術等等,一代接著一代,儀器設備能力越來越強、觀測數(shù)據(jù)量越來越大,信息應用水平越來越高。我國已基本建成門類齊全、布局合理的地基、空基和天基綜合氣象觀測系統(tǒng)。常規(guī)氣象要素和各種大氣現(xiàn)象已經(jīng)基本實現(xiàn)了規(guī)范化的地基臺站網(wǎng)觀測和記錄,同時還建立了包括沙塵暴、大氣成分、海洋氣象、農(nóng)業(yè)氣象、航空氣象等一批新的觀測業(yè)務系統(tǒng)。自主研制生產(chǎn)的自動氣象站和高空探測系統(tǒng)正式投入業(yè)務運行,氣象雷達和氣象衛(wèi)星進入業(yè)務體系,自主研制的探測設備在氣象觀測業(yè)務和大氣科學發(fā)展中發(fā)揮了重要作用(王體健等,2019)。
1.2 我校大氣探測學科概況
我校的大氣探測學科以氣象衛(wèi)星和天氣雷達為主要探測技術,同時倚重氣象要素的直接測量,以現(xiàn)代電子信息、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡技術為支撐,獲得大氣以及地表的各種狀態(tài)參數(shù)為對象,發(fā)展大氣遙感科學理論與技術應用為目的,為我國氣象事業(yè)和遙感、探測相關行業(yè)培養(yǎng)既具有大氣探測科學特色、又能廣泛適應于相關行業(yè)需求的高層次專門人才。經(jīng)過近50年的發(fā)展,本學科形成了在國內(nèi)研究院所和高校中均處于前列、在國際也都有一定影響的六大研究方向:1)多種波段的氣象雷達、多種型號的氣象衛(wèi)星及遙感信息反演;2)雷達、衛(wèi)星資料在氣象及相關領域中的同化應用;3)大氣輻射傳輸及遙感機理研究;4)大氣遙感新技術研究及與其他探測技術的綜合應用;5)衛(wèi)星和雷達遙感數(shù)據(jù)在各種時空尺度天氣過程分析和天氣預報中的應用研究;6)相關傳感器及儀器設備開發(fā)研究。
我校擁有“大氣遙感與大氣探測”二級學科碩士和博士學位授予點,并招收留學生。2019年我校大氣科學一級學科入選國家“雙一流”建設學科,在教育部一級學科評估中蟬聯(lián)全國第一、獲評A+等級。我校大氣科學專業(yè)和大氣科學一級學科因包含大氣探測專業(yè)方向以及“大氣遙感與大氣探測”學科而更有特色。
2 我校大氣探測學科發(fā)展歷程及主要成果
我校大氣探測學科自1973年大氣探測專業(yè)創(chuàng)辦至今經(jīng)歷三個階段:初始建立階段、改革發(fā)展階段、發(fā)展提升階段。每個階段中都涌現(xiàn)出諸多優(yōu)秀人才和標志性成果。在60周年校慶來臨之際,對大氣探測學科的發(fā)展、重要成果和貢獻進行總結(jié),回顧歷史,繼往開來,志存高遠,進一步推動大氣探測學科蓬勃發(fā)展。
2.1 初始建立階段(1973—1977年)
20世紀70年代初,南京氣象學院黨委書記黃鵬、院長羅漠組織教師調(diào)查研究認識到:氣象雷達、氣象衛(wèi)星等已成為大氣探測業(yè)務新的裝備和手段,氣象業(yè)務部門急需一批專業(yè)人才。經(jīng)國家批準1973年初成立大氣探測專業(yè),任命張培昌為專業(yè)主任、儲長樹為支部書記,行政歸屬于申憶銘領導的農(nóng)業(yè)氣象學系。由張培昌、顧松山、湯達章、陳渭民、戴鐵丕、杜秉玉、田明遠、袁立功、孫勇鶴、王德勤、朱清坤、林國藩等教師組成大氣探測教研室,張培昌、顧松山擔任教研室正、副主任。教研室下設兩個教學小組,一個小組負責探測原理、方法及資料分析應用等,另一個小組負責探測技術、設備、信號處理、傳感器等,分別制定雷達氣象學、衛(wèi)星氣象學、天氣雷達原理、微波技術與天線、電子線路等課程的教學大綱,編寫教材講義,籌建氣象雷達實驗室、氣象衛(wèi)星實驗室及電子技術實驗室,強調(diào)對學生業(yè)務技能的培養(yǎng)。
1974年大氣探測專業(yè)開始招生。1975年初夏,教師帶領第一屆學生到安徽省靈璧縣,利用711及探空雷達實時探測資料參與指揮三七高炮進行人工消雹,獲得成功,受到當?shù)卣c群眾的高度贊揚。1976、1977年,教師繼續(xù)帶領第二、三屆學生到江蘇省響水等縣以同樣的方案指揮小火箭消雹,同時為學生開設了《雷達氣象學》《衛(wèi)星氣象學》的理論課與實驗實習課,使學生既學到了理論知識及資料分析,又學會了對新型探測設備的操作使用及維護檢修,了解這些設備在監(jiān)測災害性天氣和人工影響天氣方面的重要意義,取得了很好的教學效果。至1977年初,初步形成特色鮮明的專業(yè)體系,成為我國第一個以雷達氣象和衛(wèi)星氣象為培養(yǎng)特色的大氣探測專業(yè)。
在初建階段,除教學外,同時開展科學研究(張培昌,2020),其中重要的科研成果是 “建立雙因子算法精確測定降水諸物理量”。張培昌、湯達章、戴鐵丕、杜秉玉等(戴鐵丕等,1980;湯達章等,1980;湯達章和張培昌,1984;張培昌等,1989)仔細分析后認識到,通常用雷達測得的反射率因子Z這一單因子去反演出雨強I,用的是統(tǒng)計關系,故對某一次降水往往精度不高。原因是Z與I均可由雨滴譜確定,而雨滴譜分布模型由兩個參數(shù)決定,因此必須在Z值之外再增加一個可測的已知量形成雙因子,才能較精確測定雨強I。為此開展“雷達定量測定降水諸物理量方法研究”,在一定假設下推導出幾個雙因子函數(shù)關系式,分別用于確定理論的雨強I、靜止大氣中下落末速度VT以及速度標準差σ2v這些物理量,并使用實測雨滴譜資料進行驗證,結(jié)果表明這種雙因子關系在精度上有很大提高,物理意義更清晰。專家鑒定認為,該成果處于當時國內(nèi)領先水平。1979年,“雷達定量測定降水諸物理量”的成果,獲得江蘇省人民政府頒發(fā)的獎狀。
2.2 改革、發(fā)展階段(1977—2008年)
2.2.1 學科沿革拓展
1978年初學校恢復“大氣物理系”建制,王鵬飛擔任大氣物理系主任,張培昌任系副主任。大氣物理系設有大氣探測學專業(yè)和人工影響天氣專業(yè),分別于1977年冬、1978年開始招生。1978年初學校專為大氣物理系建的電子樓落成,張培昌升任副院長,顧松山任副系主任,人工影響天氣改為云霧物理專業(yè),后按教育部學科分類定為大氣物理學與大氣環(huán)境,1982年獲準招收大氣物理學與大氣環(huán)境專業(yè)(含大氣探測)碩士研究生,1999獲準招收大氣物理學與大氣環(huán)境(含大氣探測)專業(yè)博士研究生。王鵬飛退休后,顧松山任系主任,1989年湯達章任系主任,1998年王振會任系主任,期間章澄昌、周文賢、劉曉陽、黃興友、肖穩(wěn)安先后任副系主任。常德順、李子華、顧松山、陳建勛先后任書記,任維貞、蔡桂香先后任副書記。
1990年學校批準以大氣探測氣象電子技術師資及實驗室為基礎,新設應用電子技術專業(yè)(1990年開始招收專科生,1995年升格招收本科生),1998年按照教育部有關規(guī)定更名為電子信息工程專業(yè)。2000年新設電子信息工程雷電防護與電磁兼容方向,2004年按照教育部有關規(guī)定更名為雷電科學與技術專業(yè)。大氣探測與應用電子技術兩專業(yè)相互促進,學科水平、教學質(zhì)量有了顯著的提高。學校首個工科類碩士點“信號與信息處理”于2003年獲國家批準。自主設置“雷電防護科學與技術”碩士博士學位點于2005年獲得國家批準。在此意義上,我校電子信息工程專業(yè)和雷電科學與技術專業(yè)是大氣探測專業(yè)的延伸和發(fā)展。至此,大氣探測專業(yè)作為學校發(fā)展過程中的主干專業(yè)之一,已被記錄在南京氣象學院校史卷中。
2002年按照教育部學科調(diào)整大氣探測專業(yè)本科按“大氣科學專業(yè)(大氣探測方向)”招生。2003年按國務院學位辦自主設置二級學科的“大氣遙感科學與技術專業(yè)”招收博士生。
2.2.2 師資隊伍壯大
1980年前后從氣象業(yè)務部門及科研單位調(diào)入一批老師,充實教師隊伍,并先后派出部分教師出國做學術訪問和進修,同時陸續(xù)邀請英國著名雷達氣象學家布朗寧、日本名古屋大學武田喬男教授、美國強風暴實驗室專家范森特等來校講學,積極開展國際學術交流,顧松山、陳鐘榮多次應邀赴日本、韓國參加臺風、海陸水循環(huán)國際學術交流。2002年以后,學校擴大辦學規(guī)模,招生專業(yè)、人數(shù)增加,組建科研創(chuàng)新團隊,通過從國內(nèi)外知名高校和科研團隊引進和留校兩種方式進一步加強了大氣探測專業(yè)師資力量。
2.2.3 實習實驗設備
20世紀70年代初期,進一步擴展傳統(tǒng)的地面氣象觀測、高空氣象探測實習臺。1973年自己動手建設了實時接收美國笫一代極軌氣象衛(wèi)星資料的APT站,隨后陸續(xù)添置兩部711、一部713天氣雷達。1987年購進日本GMS氣象衛(wèi)星接收設備。1984年學校獲得一筆世界銀行貸款,時任南京氣象學院副院長章基嘉從全局考慮,立足高遠,力主引進當時最先進的S波段脈沖多普勒天氣雷達,先于業(yè)務部門十多年,使大氣探測專業(yè)擁有了世界一流、能定量探測云雨降水和監(jiān)測預警強對流天氣的有力手段。此后又相繼引進了地球觀測系統(tǒng)(EOS)、風云靜止衛(wèi)星接收系統(tǒng)、激光雷達探測系統(tǒng)等,建成大氣遙感信號與信息處理實驗室。1997年電子技術實驗室擴展為由模擬電路、數(shù)字電路、高頻電路、微波技術四個分室組成的電子技術實驗室。2000年電子技術實驗室改名為電工電子實驗室,后來成為江蘇省電工電子示范教學實驗中心。
2.2.4 課程教材建設
本科生除數(shù)理外等公共課程外,開設的主要基礎及專業(yè)課程有大氣探測學、天氣學、大氣物理學、雷達氣象學、衛(wèi)星氣象學、電子技術、天氣雷達原理。碩士研究生開設數(shù)字圖像處理、大氣微波遙感基礎。其中雷達氣象學和衛(wèi)星氣象學一直是我校在全國知名的專業(yè)課程。教材建設是專業(yè)和學科發(fā)展的重要保證,多年來,大氣探測學科教師們重視教材建設,通過辛勤耕耘,課堂上認真教書育人,課下總結(jié)經(jīng)驗,調(diào)研科技發(fā)展最新成果,及時吸納、提煉,編寫出一批適合專業(yè)需要和發(fā)展并緊跟時代步伐的系列教材。由我校主編的《雷達氣象學》(張培昌等,1988)和《衛(wèi)星氣象學》(陳渭民等,1988)經(jīng)氣象出版社出版后,被全國高校有關專業(yè)、科研單位及業(yè)務部門采用,且多次再版印刷?!独走_氣象學》1992年被中國氣象局評為優(yōu)秀教材二等獎,并列入普通高等學?!熬盼濉眹壹壷攸c教材?!缎l(wèi)星氣象學》獲江蘇省教材建設二等獎。
1994年林曄、顧松山等編寫出版《大氣探測學教程》,1995年由張培昌、王振會編著出版《大氣微波遙感基礎》,1998年趙恒軒編寫出版《天氣雷達及其信號處理》及《微波技術與天線》。
2.2.5 基礎理論技術研究
1)非球形降水粒子微波電磁特性的研究
1993年王寶瑞、張培昌教授組建科研團隊,蔣修武、研究生忻翎艷及嵇驛民等參加(張培昌等,1990;嵇驛民等,1991;王寶瑞等,1996,1997),對申請到的國家自然科學基金課題“非均質(zhì)軸對稱形狀氣象粒子電磁波散射理論研究(含實驗)”開展研究,包括針對旋轉(zhuǎn)橢球、錐球、短圓柱狀這些逼近降水粒子形狀的模型,從電磁場理論出發(fā),采用分離變量法、積分方程法等求解出這些粒子的散射場;用橢球函數(shù)展開法編制了計算粒子散射、吸收特性的程序。并對在氣象上有重要應用價值的降水粒子雷達截面、衰減系數(shù)以及雷達反射率因子等隨電磁波型、波長和降水粒子參數(shù)變化的數(shù)據(jù)進行了計算。專家鑒定一致認為該項研究達到當時國內(nèi)領先、國際先進水平,并獲中國氣象局氣象科學獎三等獎。
2)大氣折射指數(shù)對雷達波束影響
為了提高雷達探測精度,張培昌、戴鐵丕帶領研究生鄭學敏、詹煜等(詹煜等,1994,1995;凃強等,1995;張培昌等,1995;戴鐵丕和詹煜,1996),研究建立了國內(nèi)幾個地區(qū)大氣微波折射指數(shù)垂直分布的統(tǒng)計模式;還研究了三種計算雷達波束軸線總折射角的方法。通過交叉譜、時空譜以及最大熵譜分析,給出不同地域多頻振蕩周期和時空演變規(guī)律,1995年編寫出版了《雷達氣候?qū)W》。
3)多普勒天氣雷達風場反演方法的研究
Gu et al.(1994)用3D云模式生成對流單體三維風場作為真值,用徑向速度通達渦度方程反演切向速度,用譜分析方法建立單多普勒雷達實測徑向速度反演水平風場概念模式,用于自動識別雷達回波圖像中特定天氣特征。
4)開展天氣雷達組網(wǎng)拼圖技術的研究
1986年承擔國家“七五”重大科技攻關項目子專題“天氣雷達組網(wǎng)拼圖技術的研究”,張培昌和顧松山等帶領研究生李曉正、袁招洪等(袁招洪等,1993)開展將多部天氣雷達回波強度資料,用統(tǒng)一地理經(jīng)緯坐標拼圖,在低速通訊條件下設計了一套專用調(diào)制解調(diào)器及針對雷達回波圖像資料特點進行數(shù)據(jù)壓縮編碼軟件,用于數(shù)據(jù)傳輸,最終在國內(nèi)首次實現(xiàn)南京、上海、鹽城三地天氣雷達回波準實時自動拼圖。從而擴大了雷達資料的可視范圍,能夠?qū)崟r、有效地追蹤和預警災害性天氣系統(tǒng)降水回波的移動、演變等情況,為短時和臨近天氣預報提供直觀的分析依據(jù)。隨后上海市氣象局擴大到13部天氣雷達拼圖。專家評審認為該專題的項目達到國內(nèi)領先,優(yōu)于20世紀80年代初國際水平,1991年獲江蘇省重大科技成果三等獎。
5)天氣雷達資料的收集和預處理方法研究
1985年顧松山教授承擔國家七五重大科技攻關項目專題“天氣雷達資料的收集和預處理方法研究”(南京氣象學院首次承擔國家重大科技攻關項目專題),與研究生及教師趙放、黃興友、陳建章等研究天氣雷達資料PC機處理顯示編碼傳輸,地雜波特征及抑制、數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測控制等,1991年獲江蘇省重大科技進步三等獎。
6)建成國內(nèi)第一個“數(shù)字化天氣雷達定量估測區(qū)域降水量業(yè)務系統(tǒng)”
在“八五”國家重大科技攻關項目“我國臺風、暴雨災害性天氣監(jiān)測、預報業(yè)務系統(tǒng)”中,張培昌、顧松山、戴鐵丕、杜秉玉、湯達章等承擔“雷達定量估算降水強度和區(qū)域降水監(jiān)測技術的研究”子專題,培養(yǎng)了劉傳才、伍志芳、鄧勇、胡雯、林炳干、劉曉陽、李建通、王登炎、魏鳴等一批優(yōu)秀研究生(鄧勇和張培昌,1989;伍志方等,1989;劉曉陽和張培昌等,1992;張培昌等,1992,1993;胡雯等,1993;顧松山等,1994;李建通和張培昌,1997;林炳干和張培昌,1997;張培昌和劉傳才,1998;馬翠平和張培昌,1999;陳家慧和張培昌,2000;潘江和張培昌,2000)。從理論和實驗兩個方面,全面、深入地研究了雷達反射率因子與雨強的各種關系及其適用條件,提出了采用雷達與地面雨量計聯(lián)合估測降水強度分布的多種方法進行研究,由于暴雨中許多雨滴為非球形,研究推導建立了新的雷達氣象方程,率先研發(fā)了國內(nèi)第一個能用于業(yè)務的先進“數(shù)字化天氣雷達定量估測區(qū)域降水量的實時系統(tǒng)”。專家組鑒定認為該成果整體上達到當時90年代國際先進水平,部分內(nèi)容已進入當時國際前列。1996年該子專題獲中國氣象局科學技術二等獎,該項目1997年獲得國家重大科技成果二等獎。
7)長江三角洲地區(qū)災害性天氣預報研究
1987年顧松山教授與南京大學徐玉貌教授承擔國家自然科學基金項目“長江三角洲地區(qū)災害性天氣預報研究”,與研究生教師趙放、劉曉陽、黃興友、魏鳴、焦玉玲等研究基于多普勒天氣雷達資料進行臨近天氣預報的技術方法,1992獲中國氣象局科學技術獎三等獎。
8)雙PRF擴展不模糊速度范圍新方法研究
雙PRF擴展不模糊速度區(qū)間的算法,由于速度方差變大,會引起對災害性中小尺度天氣產(chǎn)品產(chǎn)生誤判。鑒于此情況,2008年,由湯達章教授主持、張培昌教授參與,建立了一種基于雙PRF的邏輯判斷新方法,使速度方差可保持不變。與安徽四創(chuàng)電子有限公司合作,在雷達信號處理器上試驗成功,成為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新算法。安徽四創(chuàng)電子有限公司已用于新生產(chǎn)的多普勒天氣雷達上。
9)回波衰減訂正的研究
針對早先用于衰減訂正的解析法和迭代法存在的問題,2001年王振會、張培昌(Wang and Zhang,1999;張培昌和王振會,2001)設計了衰減訂正的逐庫解法及由此產(chǎn)生的逐庫近似算法,定量給出影響數(shù)值計算穩(wěn)定性的臨界值,有效防止過量訂正和提高了訂正計算效率,通過實例試驗證明此法有效,被許多業(yè)務應用單位采用。
10)氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的計算機處理系統(tǒng)研發(fā)與應用
1987年起,蔣本湯副教授帶領王振會以及研究生陳建章等,組織團隊開展氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的計算機處理系統(tǒng)研發(fā),建成了基于小型機的極軌氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)計算機解碼和存儲系統(tǒng),并開發(fā)了靜止氣象衛(wèi)星圖像導風研究實驗系統(tǒng)(王振會等,1997;Wang et al.,2017),為后續(xù)實驗室升級、學科建設和國家級項目申請奠定了基礎。肖穩(wěn)安副教授帶領研究生研究靜止衛(wèi)星云圖并結(jié)合大氣電場、閃電定位等觀測數(shù)據(jù)分析預報強對流天氣,促進了衛(wèi)星云圖等多種數(shù)據(jù)的綜合分析及其在天氣分析預報中的業(yè)務應用(張春龍等,2012)。
2.2.6 氣象工程系統(tǒng)開發(fā)
1)積極參與國家現(xiàn)代多普勒天氣雷達網(wǎng)建設
20世紀90年代初,中國氣象局決定與美國洛馬公司合資在中國成立“北京敏視達雷達有限公司”,主要生產(chǎn)S與C波段多普勒天氣雷達,以此在國內(nèi)構(gòu)建世界一流水準的現(xiàn)代天氣雷達網(wǎng)。張培昌、顧松山、湯達章被聘為顧問,張培昌教授任專家顧問組組長,并為合資公司中方董事之一。趙垣軒、潘江、陳佳慧、魯迎春等老師直參加了公司初期運作,張培昌、顧松山教授長期參與該雷達的檢查檢測定標驗收。顧松山教授與研究生劉鈞、沃偉峰、王巖等為該雷達設計配置了中國數(shù)字地理信息系統(tǒng)(王巖等,2002)。大氣探測專業(yè)師生為我國現(xiàn)代多普勒天氣雷達網(wǎng)建設做出了極其重要的貢獻。
2)天氣雷達二次氣象產(chǎn)品開發(fā)平臺及系統(tǒng)軟件
20世紀80年代末,根據(jù)科研積累及行業(yè)需求預估,顧松山教授自立選題,歷時十余年(Gu et al.,1993),持之以恒,與沃偉峰、劉鈞、胡勝、徐芬、吳蕾、楚志剛、胡漢峰、官莉、王蕊、李杰、李勁、吳林林、徐月飛、嚴紅梅、陶嵐等一批優(yōu)秀研究生及老師研制了天氣雷達二次氣象產(chǎn)品開發(fā)平臺及系統(tǒng)軟件。其中地理信息系統(tǒng),已成為我國所有天氣雷達廠原始軟件標配,內(nèi)含天文年歷精度可確保使用50年。該專業(yè)軟件包已被十四所恩瑞特公司系列天氣雷達及其他軍用雷達投入業(yè)務運用,該軟件包共獲十七件國家計算機軟件著作權(quán)登記證書:天氣雷達二次氣象產(chǎn)品開發(fā)平臺軟件、天氣雷達地理信息處理軟件、天氣雷達中尺度氣旋自動識別軟件、天氣雷達陣風鋒自動識別軟件、太陽法定標軟件、天氣雷達估測降水軟件、天氣雷達反演大氣風場軟件、天氣雷達DEM地形圖軟件、天氣雷達數(shù)據(jù)格式歸一化軟件等。目前該氣象工程軟件包由楚志剛博士維護升級。其中優(yōu)秀碩士沃偉峰畢業(yè)后,承擔SWAN系統(tǒng)中的軟件總體架構(gòu)、數(shù)據(jù)處理框架、客戶端功能設計、雷達基數(shù)據(jù)解碼和顯示平臺開發(fā)等。優(yōu)秀博士畢業(yè)生胡勝負責研發(fā)和改進SWAN系統(tǒng)對風暴識別與追蹤算法(SCIT),在全國推廣應用,為我國強對流天氣監(jiān)測預警業(yè)務提供了有力支撐。
3)前向散射能見度儀的研制
顧松山教授承接北京市氣象局八五國家科技攻關項目組委托試研能見度儀,后聯(lián)合中國氣象科學研究院大氣探測所曾書兒正研究員主持的國家重點課題組正式研制紅外前向散射能見度儀,經(jīng)反復外場對比試驗,采用閉環(huán)鎖相及過采樣,大大提高了信噪比及弱信號檢測能力,可比探測指標超過同類型國外產(chǎn)品。顧松山與李祥超、陳鐘榮及研究生劉鈞、馮民學、何玉翔、朱成建、涂鋼、莫月琴等在實驗室生產(chǎn)此儀器,與江蘇省氣象局交通氣象研究合作,建成國內(nèi)第一條高速公路(滬寧)平均間隔10 km的自動能見度監(jiān)測站,能見度值實時傳送到省局預報臺,長期投入業(yè)務使用,獲一致好評。博士研究生馮民學編著出版《高速公路交通氣象智能化監(jiān)測預警系統(tǒng)研究》。其中優(yōu)秀碩士生劉鈞畢業(yè)后研發(fā)并推廣了兩代自動氣象站,累計生產(chǎn)近10萬臺,目前正致力于第三代自動氣象站的研制;基于云+端的系統(tǒng)架構(gòu)使得地面氣象觀測系統(tǒng)將變得越來越智能。
4)大氣中飛行昆蟲監(jiān)測雷達、大氣中漂浮作物花粉自動釆集器及霧水采集器的研制
2006年陳鐘榮、黃建松老師應有關單位要求,開發(fā)研制數(shù)部調(diào)頻連續(xù)波測蟲雷達供有關部門使用。2008年顧松山、胡漢峰配合應用氣象學院姚克敏教授等承擔的國家級課題研制大氣中漂浮作物花粉自動釆集器,研究不同氣象條件下不同作物花粉擴散規(guī)律。2017年胡漢峰、楊軍開發(fā)研制數(shù)套霧水采集器供有關部門使用。胡漢峰、楚志剛開發(fā)簡易人工影響天氣作業(yè)雷達。上述儀器設備均獲用戶一致好評。另外在20世紀70年代,林國藩、田明遠老師研制出UHF模擬量閃電定位儀。孫勇鶴、賴明、林有任、楊徑富老師研制硅基半導體壓力傳感器并轉(zhuǎn)工廠生產(chǎn)。
大氣探測學科在雷達、衛(wèi)星和新探測技術的教學科研及氣象工程開發(fā)領域取得的成績,在行業(yè)中起到了一定的引領作用。
2.3 發(fā)展提高階段(2008年—現(xiàn)在)
2008年大氣探測學系參與成立大氣物理學院。此后,大氣探測學科進入了快速發(fā)展階段。
目前的大氣探測學科師資隊伍擁有教授7人、副教授9人,其中博士生導師8人、碩士生導師15人,均擁有博士學位,90%以上的導師具有海外留學經(jīng)歷。同時,聘有中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心許健民院士、大氣探測專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生中國氣象科學研究院特聘專家翁富忠研究員等,以及新西蘭皇家科學院Geoffrey Austin院士、英國皇家工程院Ian Cluckie院士等作為大氣探測學科兼職教授。
大氣探測學科的師資隊伍具有雄厚的科研實力和濃厚的學術氛圍,多年來榮獲國家“海外高層次引進人才計劃”、江蘇省“六大人才高峰”、“青藍工程”、“333人才工程”和“雙創(chuàng)人才”11人次、涂長望青年氣象科技獎1人次。在校內(nèi)主要由大氣探測學科師資隊伍組成,由王振會為首席的“災害天氣遙感技術”團隊多年來在我校教育部氣象災害重點實驗室以及江蘇省氣象災害協(xié)同創(chuàng)新中心等平臺建設中一直發(fā)揮著重要作用,并繼續(xù)支持著其他學院相關學科和專業(yè)的建設。
在實驗室建設方面,已建成“大氣遙感信號與信息處理實驗室”,擁有完備的天氣雷達探測系統(tǒng)(包括X波段車載雷達、國內(nèi)一流的C波段雙偏振多普勒天氣雷達、S波段多普勒天氣雷達數(shù)據(jù)處理系統(tǒng))、氣象衛(wèi)星(風云三號和風云四號)數(shù)據(jù)接收及處理系統(tǒng)(含60套數(shù)據(jù)終端)、激光雷達系統(tǒng)、先進自動氣象站等。建設過程中,原中國氣象局局長鄭國光教授(我校優(yōu)秀畢業(yè)生)在任期間通過局黨組研究,一致同意對我校在氣象裝備、學生培養(yǎng)等方面給予大力支持,特別及時地為學校提供了一部當代最先進的C波段雙線偏振多普勒天氣雷達,為先進設備超前業(yè)務部門得到應用、并為開展科學研究與培養(yǎng)學生實際動手能力提供了極好的基礎。近幾年,大氣探測學科還在湖北、深圳等省市氣象局建立了大氣探測學科生產(chǎn)實驗實習基地,這不僅為大氣探測學科的師生提供了實驗實習環(huán)境,也為提高全校大氣科學類專業(yè)學生的現(xiàn)代氣象科學實踐(習)能力提供強有力的保障。
在教學方面,張培昌等編著的《雷達氣象學》和陳渭民編著的《衛(wèi)星氣象學》,歷經(jīng)多次修訂再版,如今幾乎通用于氣象類各高校有關專業(yè),也是業(yè)務和科研部門的權(quán)威參考書。王振會組織衛(wèi)星氣象學教學團隊編寫出版了《衛(wèi)星氣象學實習教程》,組織大氣探測學教學團隊、有關教師和業(yè)務部門專家先后編寫出版了《大氣探測學》(第一、第二版)和《新編大氣探測學》,既培養(yǎng)了年輕教師,也有力地加強了重點課程教學建設、提高學生實踐能力。劉超帶領輻射團隊翻譯出版了《大氣輻射》,作為本科及研究生大氣輻射學課程的教材。2018至2020年,張培昌、魏鳴、陳渭民帶領相關教師分別先后出版了《雙線偏振多普勒天氣雷達探測原理與應用》《衛(wèi)星云圖觀測原理和分析預報》《龍卷形成原理與天氣雷達探測》《大氣輻射學》《電磁原理與大氣遙感基礎》等多部著作,內(nèi)容緊跟時代步伐,成為雷達氣象和衛(wèi)星氣象學這兩門課程中非常有價值的參考書目。大氣探測學科自成立以來,編寫教材及教學參考書30多本。
在科學研究方面,大氣探測學科在項目、經(jīng)費、成果多方面實現(xiàn)了新的跨越。近10年來主持或參加國家級項目53項,總經(jīng)費超過3 000萬元,發(fā)表期刊論文共455篇,其中SCI收錄文章100余篇、授權(quán)專利82項。主要代表性成果如下:
1)基于TRMM星載雷達的我國S波段業(yè)務雷達網(wǎng)反射率因子一致性研究
王振會帶領李南、寇蕾蕾、楚志剛等教師以及博士生韓靜等在公益性(氣象)行業(yè)專項支持下,研究了利用TRMM星載雷達,對我國江蘇地區(qū)內(nèi)S波段業(yè)務雷達群的雷達反射率因子進行一致性標定與評估,解決了星載測雨雷達與地基S波段業(yè)務雷達數(shù)據(jù)時空匹配和預處理、業(yè)務雷達網(wǎng)觀測系統(tǒng)差異的一致性標定、標定效果的評估等問題(Li et al.,2017;Han et al.,2018;Kou et al.,2018)。項目成果得到鑒定專家的一致認可。
2)機載氣象雷達云雨探測系統(tǒng)和強降水系統(tǒng)的臨近預報研究(Wei et al.,2009)
魏鳴教授指導博士生和碩士生在國家863計劃等項目的支持下,研究了機載測云雷達的回波機理和云微物理參數(shù)的反演,進行不同云雨與其他設備的對比觀測,研發(fā)了對雷達數(shù)據(jù)質(zhì)量控制以及氣象產(chǎn)品生成算法,填補了W波段雙線偏振多普勒測云雷達回波分析的空白(高仲輝等,2014)。同時,在國家自然科學基金及行業(yè)專項等項目的支持下,利用多普勒天氣雷達、雙偏振多普勒天氣雷達、靜止氣象衛(wèi)星、探空、地面自動站、風廓線雷達、閃電定位儀、GPS/MET、AMDAR及微波輻射計等資料,研究資料質(zhì)量控制(如多普勒雷達資料的退速度模糊、三維風場反演等)、信息提取、參數(shù)反演及產(chǎn)品研發(fā),研究強對流及暴雨的結(jié)構(gòu)與演化,探索災害性天氣預報的預測機理、臨近預報及潛勢預報方法。利用TRMM/PR、GPM/DPR、FY2C/2D,F(xiàn)Y4閃電定位儀和垂直溫濕廓線資料作強降水系統(tǒng)的臨近預報研究與產(chǎn)品開發(fā),部分產(chǎn)品已在業(yè)務運行。
3)大氣粒子散射理論研究、大氣輻射傳輸算法和模式的開發(fā)
劉超教授團隊(Wang et al.,2019)在科技部公益性行業(yè)專項和多項自然科學基金的支持下,研發(fā)了多種準確表征大氣粒子光學特性的數(shù)值模型。其團隊研發(fā)的快速輻射傳輸算法(劉超等,2017),已經(jīng)被應用于國內(nèi)外多個衛(wèi)星光學儀器的仿真模擬,并先后榮獲Waterman 散射青年獎、第十七屆涂長望青年氣象科技獎等獎項。胡方超副教授與張培昌教授推導了小橢球粒子群偏振雷達的氣象方程和取向正態(tài)分布下的粒子散射與衰減特性(張培昌等,2012;胡方超等,2017),改進了AOD反演方法,提高了模擬衛(wèi)星接收輻射的精度。王震博士獨立自主開發(fā)了蒙特卡羅三維云大氣偏振輻射傳輸模式MSCART軟件,可以處理大氣分子吸收和水云、冰云、氣溶膠和瑞利散射(章超等,2016),已參與IPRT和I3RC等國際輻射傳輸比對計劃,數(shù)值計算精度和效率得到國際認可。楊元建副教授(Yang et al.,2019)提出了氣象探測環(huán)境的衛(wèi)星遙感評估技術,進一步發(fā)展了客觀的衛(wèi)星遙感臺站分類方法(參考站選?。?,被氣象部門應用推廣;發(fā)展了基于衛(wèi)星遙感的云參數(shù)和單柱輻射傳輸模式相結(jié)合的云輻射計算方案,定量解決了高云(卷云和云砧)輻射強迫不確定性問題。張小林副教授(Zhang and Mao,2020)發(fā)現(xiàn)長距離氣溶膠輸送有助京津地區(qū)灰霾的形成爆發(fā),提出一種比當前主流內(nèi)混合氣溶膠復折射率參數(shù)化方案誤差更低的新方案,為輻射傳輸、模式應用以及氣候效應評估等提供指導和參考。
4)多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的產(chǎn)品開發(fā)和應用
官莉教授(官莉,2007;官莉等,2008;Xue and Guan,2019)在多項國家和江蘇省自然科學基金的支持下,是國內(nèi)外較早開展星載紅外高光譜探測資料引用的科學家之一,在國內(nèi)首次將人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法應用于星載紅外高光譜資料大氣溫、濕度廓線反演,并第一時間對我國自主研發(fā)的風云氣象衛(wèi)星系列微波和紅外高光譜探測器的觀測資料質(zhì)量進行評價,為資料的后續(xù)開發(fā)、應用及將來儀器的設計和改進提供及時指導和參考。陳愛軍副教授(陳愛軍等,2018)應用極軌業(yè)務衛(wèi)星NOAA搭載的微波探測儀AMSU-A/B數(shù)據(jù)開展了微波遙感監(jiān)測積雪覆蓋范圍和雪深研究;建立了中國風云三號極軌氣象衛(wèi)星、風云四號靜止氣象衛(wèi)星地表反照率業(yè)務化反演算法,正在進行業(yè)務化運行調(diào)試。王劍庚副教授(Wang et al.,2018)定量研究天山地區(qū)典型流域的融雪過程,揭示復雜地形條件下雪粒徑與環(huán)境參數(shù)的相互作用機制。郜海陽副教授(Gao et al.,2017)在國際上首次解釋雙層夜光云的形成機理,并利用CIPS/AIM數(shù)據(jù)研究了小尺度重力波對夜光云亮度影響的特征和機理。錢博博士利用我國新一代極軌氣象衛(wèi)星FY-3/MWRI六年的觀測數(shù)據(jù)建立了一個全新的全球熱帶氣旋亮溫特征數(shù)據(jù)庫(Qian et al.,2020)。吳瑩博士(Wu et al.,2019)開展了微波數(shù)據(jù)RFI訂正及我國典型地區(qū)地表微波發(fā)射率反演研究,改進了現(xiàn)有的微波地表發(fā)射率計算模型和反演算法。許丹博士(Xu et al.,2011)基于衛(wèi)星觀測優(yōu)化高反射率地表沙塵輻射模型,并研究了基于CALIPSO星載雷達和AIRS星載高光譜探測器的主被動聯(lián)合霧霾遙感。王泓博士利用機器深度學習的研究方法,研究發(fā)生空氣污染、極端氣象條件以及臺風等事件時,不同經(jīng)濟水平、不同地理位置以及不同人群承受的健康風險。
5)天氣雷達數(shù)據(jù)反演與氣象應用
黃興友教授團隊(黃興友等,2013)在多項國家和江蘇省自然科學基金的支持下,利用地基毫米波云雷達和微波輻射計聯(lián)合測云,不僅反演出云粒子譜等參數(shù),也準確地監(jiān)測云的發(fā)展演變,為云物理研究等提供基礎數(shù)據(jù),同時研究了多普勒與雙偏振天氣雷達及云雷達的資料質(zhì)量控制和反演。李南副教授(李南,2011)建立了基于支持向量機的多普勒雷達風場反演方法,新方法對于中小尺度降水尤其適用,能夠得到更高分辨率、更準確的風場反演結(jié)果??芾倮俑苯淌冢↘ou et al.,2018;寇蕾蕾等,2019)對地基和星載雷達探測降水資料進行了對比研究,揭示了雷達強降水數(shù)據(jù)小波域統(tǒng)計特征,建立了雷達強降水數(shù)據(jù)的尺度內(nèi)和尺度間綜合性參數(shù)化模型,并研發(fā)了地基和星載雷達降水數(shù)據(jù)的最優(yōu)融合理論和算法。沈菲菲副教授(沈菲菲等,2018)率先建立了云分辨尺度下具有吸收高頻雷達觀測資料的4DEnVar同化系統(tǒng),并在此基礎上進一步發(fā)展了基于水凝物控制變量的雷達反射率因子直接同化技術,有效改進對我國近海登陸臺風的數(shù)值預報水平。楚志剛博士(Chu et al.,2019)研制了“面向區(qū)縣的強對流臨近預報及區(qū)域預警系統(tǒng)”,已應用于南京五區(qū)一縣氣象局、陜西渭南、華山氣象局。于華英博士(Yu et al.,2019)對我國東部的霧過程,從氣候到天氣尺度有詳細的理論和分析基礎,研發(fā)了云霧降水過程的實地觀測和預報模型。
6)大氣探測新方法、技術和裝備的研發(fā)
卜令兵教授團隊(Bu et al.,2020)依托科研實驗平臺,在國家自然科學基金和企事業(yè)單位項目的支持下,建成了南信大瑞利-拉曼-米散射激光雷達系統(tǒng);與南京大學、南京先進激光研究院等單位合作,建立了國內(nèi)第一臺工作波長為2~4 μm的中紅外差分吸收激光雷達,用于觀測多種痕量氣體。鮑艷松教授(Zhu et al.,2020)在多項“973”計劃課題、重點研發(fā)課題和企事業(yè)單位項目的支持下,建立了一套可用于業(yè)務的“大氣溫濕度遙感反演系統(tǒng)”,該成果整體上達到了國際先進水平。曹念文教授(Cao et al.,2006)在國家自然科學基金的支持下,研究了南京地區(qū)氣溶膠拉曼-米-偏振激光雷達綜合探測反演及分類方法,并開發(fā)了南京地區(qū)SO2和O3濃度廓線較高精度同時綜合觀測反演新方法。陳鐘榮副教授(陳鐘榮等,2005)在研究了寬帶復雜雷達發(fā)射信號在大氣邊界層精細結(jié)構(gòu)探測中的應用,并成功研發(fā)了基于紅外光散射原理的能見度測量儀、云雨、昆蟲等多目標探測多普勒雷達,在應用的過程中也獲得了廣泛認可。郜海陽副教授(Gao et al.,2020)利用被動光學遙感原理,研制了一臺氣輝光譜成像儀,并成功實現(xiàn)了對南京郊區(qū)上空中高層(約94 km)大氣溫度的有效探測。王金虎副教授(Wang et al.,2020)帶領團隊成功研發(fā)了空天地一體化的大氣污染物監(jiān)測系統(tǒng),并已實現(xiàn)技術轉(zhuǎn)化,已在相關部門實現(xiàn)了應用。夏俊榮博士帶領無人機團隊參加第二次青藏高原綜合科考,在青藏高原開展大氣要素垂直向觀測。胡漢峰和黃建松實驗師著眼于新型探測儀器設備的研發(fā),擅長氣象儀器組網(wǎng)及數(shù)據(jù)無線傳輸技術,涉及大氣廓線資料測量,大氣成分觀測,微物理結(jié)構(gòu)獲取,成功研發(fā)了針對城市內(nèi)澇及水利水電的觀測預警系統(tǒng)。
3 我校大氣探測學科未來發(fā)展方向
根據(jù)國內(nèi)外進展以及我校大氣探測學科力量現(xiàn)狀,我們希望未來著重提高以下幾方面的研究水平:1)探索大氣探測新原理、新方法和新技術,同時以產(chǎn)學研和校企合作為依托,大力加強大氣探測新裝備的自主研發(fā)能力;2)發(fā)展與數(shù)值模式和理論研究同步結(jié)合的現(xiàn)代化大氣探測系統(tǒng),實現(xiàn)觀測與模式的雙向支撐作用,從而提高大氣探測技術的原理性創(chuàng)新;3)開展空天地一體化多種平臺協(xié)同觀測及數(shù)據(jù)融合處理方法研究和應用。探索海量觀測數(shù)據(jù)在不同探測原理、數(shù)據(jù)類型、時空分布等層面上的深度融合,從而真正實現(xiàn)多平臺協(xié)同觀測的科學價值。
目前,我校已形成4個有特色和影響力的研究方向,除傳統(tǒng)的雷達氣象和衛(wèi)星氣象之外,在各種波段遙感技術和大氣輻射傳輸?shù)阮I域也已有豐碩的成果。展望未來,我校大氣探測學科也將圍繞這4個方向開展創(chuàng)新性和引領性的研究:
1)雷達氣象方向
近期的研究方向主要集中在C波段雷達數(shù)據(jù)處理和應用、地基和星載雷達探測云降水數(shù)據(jù)最優(yōu)化融合研究、多普勒雷達的風場反演、高頻雷達觀測資料4D-EnVar同化系統(tǒng)的開發(fā)、雙偏振雷達的水凝物相態(tài)識別及應用、雙偏振雷達探測降水演變的靈敏性的散射機理、雙/多基地雙偏振天氣雷達探測原理等方面。在未來的發(fā)展上,雷達氣象團隊將繼續(xù)在前沿領域重點開展以下研究:新體制雷達(如合成孔徑雷達、太赫茲云雷達、相控陣雷達等)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和氣象參數(shù)的反演方法;進一步研究非球形大粒子與帶電粒子的回波特性;研究多參數(shù)聯(lián)合估測降水強度的方法,結(jié)合深度學習和人工智能方法,研究精細化臨近預報的方法和預報系統(tǒng)。
2)衛(wèi)星氣象方向
近期的研究方向主要圍繞基于星載紅外高光譜觀測用機器學習和物理的算法反演全天候大氣參數(shù)、典型流域雪粒徑與融雪過程的衛(wèi)星遙感定量研究、熱帶氣旋強度估計算法及氣旋亮溫特征數(shù)據(jù)庫的開發(fā)、我國典型地區(qū)地表微波發(fā)射率反演研究等方面展開、GPM及高分辨率衛(wèi)星資料的應用等方面展開。在未來的發(fā)展上,衛(wèi)星氣象團隊將繼續(xù)在前沿領域重點開展以下研究:圍繞我國新一代極軌氣象衛(wèi)星風云5號開展主動遙感方法和技術預研,并在星載儀器遙感觀測的大氣輻射傳輸計算模型和多源衛(wèi)星資料同化應用等方面開展深入研究。
3)各種波段遙感技術和裝備方向
近期團隊的研究重點在機載二氧化碳-氣溶膠測量激光雷達、探測痕量氣體的中紅外差分吸收激光雷達、用于臨近空間探測的氣輝光譜溫度儀、空天地一體化的大氣污染物監(jiān)測系統(tǒng)、云雨、昆蟲等多目標探測多普勒雷達、針對城市內(nèi)澇及水利水電的觀測預警系統(tǒng)等技術和裝備的研發(fā),另外也在開展全天候大氣溫濕反演、最優(yōu)觀測科學布局、資料融合系統(tǒng)的研究工作。未來遙感技術團隊將主要圍繞星載激光雷達的正演模型、反演算法、數(shù)據(jù)產(chǎn)品、實驗室定標測試、機載協(xié)同觀測等方面開展前沿科學研究,另外也會涉及多波段遙感新方法和技術、氣溶膠云降水組網(wǎng)觀測等方面的深入研究。
4)大氣輻射傳輸方向
目前團隊的研究重點主要在衛(wèi)星反演冰云特性的不一致性、沙塵氣溶膠光學特性數(shù)值模擬中非球形問題、高時空分辨率多源衛(wèi)星遙感氣象災害產(chǎn)品的融合、主被動觀測系統(tǒng)下云和氣溶膠輻射偏振態(tài)逐階演變機理、逐階優(yōu)化的三維云大氣輻射傳輸模式研究等方面。未來大氣輻射團隊將重點在適用于大氣探測和衛(wèi)星遙感領域的輻射傳輸算法、完整大氣輻射傳輸模式、快速輻射傳輸系統(tǒng)、風云系列衛(wèi)星觀測仿真和云定量產(chǎn)品的研發(fā)等方面開展研究。
4 結(jié)語
六十年的風風雨雨,幾代人的熱情與執(zhí)著,大氣探測學科在48年的歷程中,將學科的建設與國家的需求緊密接合,不斷加強人才培養(yǎng)、師資建設和提升科研水平,建立起特色鮮明的專業(yè)學科體系,為學校和中國氣象事業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻。
大氣探測專業(yè)和大氣遙感探測研究生碩士博士培養(yǎng)點招生數(shù)十載,培養(yǎng)數(shù)千人。畢業(yè)生受到用人單位的歡迎與好評,在不同的崗位上涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的校友。有的成為氣象業(yè)務部門的骨干、首席預報員和首席科學家;有的在學校教書育人,既開出精品課程,又培養(yǎng)研究生;有的在科研單位做出創(chuàng)新性的重要成果并獲獎;有的在不同的領導崗位上勤奮工作,使所在單位或個人評為先進;有的在企業(yè)內(nèi)肩負重要職責,攻克難關,取得穾破性進展;有的在基層第一線長期堅持做好測報預報工作,被評為模范或優(yōu)秀工作者。畢業(yè)生的成績令母校驕傲。
回顧歷史,展望未來,不斷改革和創(chuàng)新,進一步加強學科交叉融合,豐富學科內(nèi)涵,強化專業(yè)特色,在同類高校和行業(yè)中起到引領作用,為將我校大氣科學建設成為世界一流學科貢獻力量,也為我國氣象事業(yè)和社會經(jīng)濟發(fā)展做出更大貢獻。
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Zhang X L,Mao M,2020.Radiative properties of coated black carbon aerosols impacted by their microphysics[J].J Quant Spectrosc Radiat Transf,241:106718.doi:10.1016/j.jqsrt.2019.106718.
Zhu L H,Bao Y S,Petropoulos G P,et al.,2020.Temperature and humidity profiles retrieval in a plain area from Fengyun-3D/HIRAS sensor using a 1D-VAR assimilation scheme[J].Remote Sens,12(3):435.doi:10.3390/rs12030435.
Atmospheric sounding is one of the most indispensable branch of atmospheric discipline.Since its inauguration in 1972 at Nanjing Institute of Meteorology(the former Nanjing University of Information Science and Technology),atmospheric sounding in NUIST had an experience of 48 years journey which owned the trials and hardship.In the consideration of the efforts and persistence of duo generations,reorganization and adjustment,the subject had always focused on the development goal of the school.This discipline is closely linked with construction subdivision which managed the national buildings demand,continuously explored and strengthened the individuals training.The establishment of qualified faculty and higher-level scientific research,made this systematic discipline a an established distinctive system,which has made a distinctive contribution in the development of the University and the meteorological department of China.This paper briefly introduces the connotation of atmospheric sounding,the overall situation of this discipline in NUIST and its development stages from its origin to establishment stage.In addition to this perception,different stages of the reforms development,the development and promotion stages in view of the discipline evolution and expansion,faculty development progression and practice and experimental equipments.Furthermore,the curriculum and teaching materials development,basic theory and technology research,meteorological system development,discipline construction and achievements were discussed in detail,and the prospects outlook of this discipline in the consideration of batter future.
atmospheric sounding;atmospheric science;atmospheric remote sensing;Nanjing University of Information Science & Technology
doi:10.13878/j.cnki.dqkxxb.20201004001
(責任編輯:劉菲)