2月6日，中国气象局发布《2022气象科技论文统计分析年度报告》（以下简称《报告》）。
气象科技论文是气象科技原始创新的重要产出之一，体现着国际大气科学及相关领域最新颖、最前沿、最活跃的研究，是气象领域科技创新的风向标。通过《报告》，可以了解中国与其他国家上一年度大气科学与相关领域的研究成果、研究热点和竞争态势，进而为有关部门开展科研管理设计、推动高质量科研，提供重要的参考。
当前气象研究领域聚焦哪些热点？中国气象报推出特别策划，与大家共享。
通过《报告》看什么？
党的二十大报告提出，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，加快实现高水平科技自立自强，加快建设科技强国，并对完善科技创新体系、加快实施创新驱动发展战略等作出专门部署。这是以习近平同志为核心的党中央对科技创新的战略擘画，为新时代科技发展指明了方向。《气象高质量发展纲要（2022—2035年）》强调“三个科技首要”，将加快气象科技创新摆在高质量发展全局的核心位置。
为准确把握国内外气象科技创新形势，从文献产出角度展示气象科技创新的新态势，为气象创新体系和平台建设提供情报支持，中国气象局科技与气候变化司联合中国气象局气象干部培训学院共同编制了《报告》。
《报告》从全球、中国和中国气象局三个层面，分章节展示2021年气象科技论文的产出情况，客观揭示全球2021年气象科技研究进展、研究热点和竞争格局；通过高被引论文、高影响期刊论文等维度，展现气象科技论文的学术影响力；并对中国气象局国际论文的研究热点、学术影响、国际对比等方面进行了揭示。《报告》还量化展示了2021年中文气象科技论文产出情况。同时，围绕推进气象业务“四大支柱”要求，《报告》还分析了数值天气预报近三十年的研究产出情况，探讨数值天气预报研究领域和热点的发展变化。
如何确保《报告》数据的客观性和真实性？
《报告》的数据主要来源于Web of Science平台核心合集科学引文索引（SCI）数据库和中国知网旗下的中国学术期刊网络出版总库（CAJD）。这些数据是学界公认的文献计量统计权威数据来源。
“国际气象科技论文”数据来源于SCI收录的 2021年“气象和大气科学”领域的研究论文（article）和综述（review）以及刊载于“多学科综合”领域的Nature、Science和PNAS三种高影响综合期刊的大气科学领域的研究论文（article）和综述（review）。
“国内气象科技论文”数据来源于CAJD收录的2021年“气象学”领域期刊论文。
“国际数值天气预报研究态势分析”数据来源于SCI 收录的1990—2021年数值天气预报相关研究论文（article）和综述（review）。
全球篇
2021年国际气象科技论文发文量
2021年，全球共发表国际气象科技论文18649篇，较2020年（17378篇）增长7.3%。美国、中国、英国、德国和法国是发文量排名前五的国家。
2021年国际气象科技论文发文量国家分布
机构分布
国际气象科技论文发文量排名前20的机构中，有7个美国机构，中国和法国各有4个机构，另有3个英国机构、 2个德国机构和1个俄罗斯机构。排名前5的机构分别为中国科学院、中国气象局、法国国家科学研究中心、南京信息工程大学和加州大学。
交叉学科
环境科学、地球科学多学科、水资源、天文天体物理、航空航天工程、地球化学物理、海洋学、环境研究、农学和林学是2021年国际气象科技论文排名前10的交叉学科。环境科学、地球科学多学科和水资源三门学科交叉论文占比分别为 38.2%、20.8% 和13.4%。
2021年国际气象科技论文TOP10交叉学科（单位：篇）
主题分布
对国际气象科技论文发文量最多的10个国家的Top10微观引文主题（注：“引文主题”通文献之间的引用关系，提供宏观、中观、微观等不同颗粒度层级，微观引文主题的名称通过使用算法工具根据最重要的关键词进行标注）分析发现，一些主题是多个国家共同关注的焦点，如“热带气旋”“ENSO”和“气溶胶”是其中7个国家发文量排名前三的微观引文主题。“蒸散”“云”“气候变化适应”“城市热岛”“电离层”和“水力压裂”也是各国共同关注的微观引文主题。
学术影响力
2021年，全球发表的国际气象科技论文中，入选ESI高被引论文（注：按照同一年同一个ESI学科发表论文的被引用次数按照由高到低进行排序，排在前1%的论文为高被引论文）160篇。2021年，在Q1期刊（注：期刊按照影响因子从高到低分为1~4区，前25%的期刊被称为Q1期刊）发表国际气象科技论文8997篇。在Nature、Science和PNAS三类综合性高端期刊上发表气象科技论文73篇。
■ 国际气象科技论文产出持续增长，美中两国领跑全球
■ 国际气象科技论文的主要产出机构中，美国机构最多，中国机构具有较强的竞争力
■ 国际气象科技论文学科交叉显著
■ 国际气象科技论文影响力持续增长
中国篇
2021年中国气象科技论文产出情况
发文量
2021年，中国学者发表国际气象科技论文5451篇，占国际气象科技论文总量的29.2%，较2020年增长17%，是发表国际气象科技论文增幅最大的国家。2021年，中国学者共发表国内气象科技论文 9555 篇，比2020年略有增长。
国际合作
2021年，中国发表的国际气象科技论文中，有2270篇为国际合作，占总发文量的41.6%。与中国合作发文在20篇及以上的国家有31个。
2021年中国国际气象科技论文合作20篇以上的国家（单位：篇）
交叉学科
2021 年中国发表的国际气象科技论文中，排名前十的交叉学科与国际气象科技论文情况相一致。其中，与环境科学、地球科学多学科和水资源等学科交叉最多，交叉论文占比分别为 37.3%、18.1% 和 10.9%。
2021中国发表国际气象科技论文Top10交叉学科（单位：篇）
学术影响力
2021年中国发表的国际气象科技论文中，入选ESI高被引论文67篇，仅次于美国（78篇），位列全球第二位，在Q1期刊发表2415 篇，仅次于美国（2920篇），排名全球第二，在Nature、Science 和 PNAS三类综合性高端期刊上发表12篇，排名第四。但从相对国家总发文量的占比来看，高被引论文占总发文量的比例，中国排名第14位，Q1期刊论文占总发文量的比例，中国排名第17位，高水平论文的总体竞争力还有进一步提升空间。
■ 中国学者发文数量持续增长
■ 中国论文国际合作特征明显
■ 排名前十的交叉学科与国际气象科技论文学科交叉情况相一致
■ 中国高被引论文发文量排名靠前，但高水平论文的总体竞争力还有进一步提升空间
中国气象局篇
发文量
2021 年，中国气象局共发表国际论文1941篇，较2020年增长了14.6%。2014年统计以来，连续保持增长态势。
研究领域
2021年中国气象局发表的国际论文共涉及96个研究领域，其中，大气科学领域的论文984篇，占比50.7%。另还有7个领域的论文量超过50篇。
研究热点
2021 年度内研究热点主要集中在热带气旋、气候变化、降水、遥感、气溶胶等领域，这也是近年来持续的研究热点。其中，随着人工智能的热潮兴起，机器学习连续两年成为气象局系统关注较多的主题。
学术影响力
2021年，中国气象局发表的论文中，入选ESI高被引论文26 篇，比上一年增加5篇。在Q1 期刊发文1029篇，较上一年增长32.6%，国际论文中，630篇为国际合作论文，美国国家海洋与大气管理局（NOAA）为合作最密切的机构。
■ 中国气象局的科技产出势头强劲，水平稳步提升
■ 热带气旋、气候变化、降水、遥感、气溶胶是近年来的持续研究热点
数值预报
基于高影响论文国际数值天气预报研究态势分析
基于SCIE数据库，检索1990—2021年与数值天气预报研究相关的论文，根据被引次数排序，选取排序前10%的被引论文（共计1487篇），分析国际数值天气预报研究态势。
高影响论文量
1990—1999年期间发表的高影响论文较少，高影响论文增长率波动较大，2000年之后呈快速增长态势，高影响论文数量迅速增长。
1990-2021年世界数值天气预报研究中高影响论文数量变化情况
研究力量分布
1990—2021年，美国、英国、德国、法国、中国、加拿大、荷兰、日本、意大利和澳大利亚为高影响论文发文量排名前10的国家。美国共发文815篇，占高影响论文总量的54.8%，中国发表153篇，排在第5位。
美国国家海洋和大气管理局、美国国家大气研究中心、美国国家航空航天局、欧洲中期天气预报中心、英国气象局是全球数值预报研究高影响论文发文量排名前5的机构。中国数值预报研究高影响论文发文量排名前3的机构依次分别是中国科学院、中国气象局和南京信息工程大学。
研究领域
数值天气预报研究涉及的主要交叉学科领域分别是环境科学与生态学、地质学、工程学、海洋学、遥感、水资源、天文物理学、计算机科学、数学、农业科学这 10 个学科。国际数值天气预报研究中，主要以环境科学与生态学（9.4%）、地质学（9.3%）、工程学（7.9%）这 3 个学科为主。中国研究中，与工程学相关的研究占比更多一些，与遥感学（6.7%）和农业科学（5.5%）相关的研究中国要比国际研究（分别为3.7%和2%）更多，但是在海洋学和天文物理学领域的研究相对薄弱。此外，没有与数学领域交叉的论文。
国内外主要交叉学科领域论文百分比情况（1990—2021年）
研究热点
对2017—2021年国际与中国各个热点关键词在TOP20出现频次的比例进行比较，分析近五年来中国和国际数值天气预报研究的区别 ：
（1）在共有研究热点中，国际上对数据同化、遥感、地球系统模式、预报验证、深度学习这5个热点的研究强度高于中国，而中国则更加侧重于土壤含水量、长短期记忆网络、风场预报、GNSS 观测、再分析这5个热点的研究；
（2）中国Top20研究热点中，出现了小波变换、高斯混合模型、 大气模式、大气河、对流层延迟、云带、季风、极端降雨这8个热点词，更加关注对大气模式数值算法、云降水物理过程的研究；
（3）国际研究中，中尺度模式、对流参数化、 边界层、雷达观测、热带气旋、海洋模式、概率预报、模式评估、卫星观测这 9个领域是其主要的热点方向，在对流尺度集合预报和综合数据同化先进技术方面研究更为突出。
■ 近三十年高影响论文产出前三位的国家分别是美、英、德三国
■ 数据同化、集合预报、遥感等主题是过去五年数值预报领域研究热点