比较中美两国大气科学研究的几点认识

第18卷第3期2003年6月
地球科学进展
ADVANCE I N E ARTH SCIE NCES
V ol.18　N o.3
Jun.,2003
文章编号:100128166(2003)0320483205
比较中美两国大气科学研究的几点认识Ξ
罗云峰,陆则慰
(国家自然科学基金委员会地球科学部,北京　100085)
摘　要:通过对中美两国大气科学研究在经费、管理、人才战略等方面的一些简单比较,说明我国大气科学研究,无论在成果、人力物力资源、管理体制和人才战略思想等方面,均与美国有不小的差距。

需要我们从管理制度、评价体系、资源信息共享机制、人才战略等方面切实加以改进。

关　键　词:中国—美国;大气科学;简单比较
中图分类号:P4 文献标识码:B
科学基金制是科学发展到一定程度和规模,以及生产力和生产关系发展到一定水平的产物,是在市场经济比较发达的国家首先成长起来的,
特征是:“政府拨款、宏观引导、自由申请、民主评审”,在科学研究经费的划拨上引入竞争机制[1]。

美国国家基金会(National Science F oundation, NSF)成立于1950年,是美国国家基础研究和应用基础研究的最主要资助机构。

50多年以来,科学基金制已卓有成效地推动了美国基础研究的发展,现在已成为包括美国在内的世界各主要发达国家及一些重要发展中国家支持基础研究的主要模式。

1986年,中国国家自然科学基金委员会(National Natural Science F oundation of China,NSFC)成立,标志着科学基金制在我国的实施。

NSFC现已发展成为支持我国基础研究的重要渠道之一。

应该讲,NSFC无论在管理模式还是运行机制上,基本都借鉴了NSF运作30多年后形成的一套相对成熟和完整的经验和机制。

本文主要就NSF和NSFC在大气科学研究,在经费、管理、人才战略等方面进行一些简单的比较,同时也兼顾一些其他方面的比较。

因时间仓促,资料收集不全,在此与各位同行共同探讨。

1　研究成果的比较
中国科学院资源环境科学信息中心孙成权、肖仙桃2002年4月的研究报告《国际及中国地球科学发展态势》的数据分析显示①:
(1)1996—2001年近6年SCI论文数量分析显示,国际气象与大气科学研究占地球科学相关主题领域论文的7.85%,在19个地球科学相关学科中,居第5位。

而我国上述比例为6.9%,低于国际大气科学平均水平。

(2)根据1991—2001年SCI数据库检索和统计,国际气象与大气科学研究领域的总论文数为62082篇,我国为1065篇,占全球的1.72%,低于我国整个科学领域在国际上的平均水平(2%)。

与地学其他学科比较,低于海洋工程(8.29%)、地质工程(5.96%)、矿物学(3.84%)、地球化学和地球物理(2.88%)、古生物学(2.88%)、遥感(2.37%)地质学(2.26%)、固体地球(2.23%)和水资源(1.97%)研究等领域,在19个地球科学相关学科中,居第10位。

在国内的1065篇SCI论文中,中国科学院系统占总数的45.4%。

我国气象与大气科学研究领域成果的数量不仅
Ξ　收稿日期:2002212230;修回日期:20032032281
　作者简介:罗云峰(19662),男,甘肃天水人,副研究员,主要从事科学基金管理工作及大气环境与气候变化研究1 E2m ail:luoy f@mail.ns fc.g
　①孙成权,肖仙桃1国际及中国地球科学发展态势(2007年4月数据分析报告)1兰州:中国科学院资源环境科学信息中心,20021
　3本文是在第25届中国气象学会会员代表大会“人才战略论坛”发言稿基础上修改的1
落后于国际平均水平,也落后于国内地球科学的其他一些学科。

如果上述情况更多的表示数量的话,1991—2001年发表并入选300多种ISI地学杂志的论文进行统计后得出的结论,则更侧重于质量:
(1)1991—2001年国际地学领域论文被引用量最多的前25位科学家中,从事大气科学研究的有10位,气候学2位,大气化学6位,大气物理/地球物理学1位,生物气象学1位,地质学、第四纪科学、晶体学/矿物学、生物地球化学、放射性碳测年各1位。

25位科学家所代表的10个学科中,大气科学研究领域的科学家占20人,达到了80%。

(2)SCI来源刊中引用量最多的15种国际地学期刊中,大气科学期刊有5种,包括大气科学在内的其它地球和环境科学综合期刊有5种。

15种期刊中,引用量排名第一的是Journal of G eophysical Re2 search:Atm ospheres。

报告结论明确指出:“20世纪90年代,国际地球科学领域的带头学科是大气科学,特别是大气化学。

自20世纪80年代开展全球气候变化研究以来,特别是20世纪90年代,大气科学作为地球科学的带头学科确实当之无愧。

”
(3)我国地球科学研究领域SCI论文被引用次数15267次,居国际第17位,是美国的2.1%;篇均被引用次数3.2次,居国际64位,是美国的1/3;而环境、生态学领域被引用次数6598次,在国际居23位,是美国的1.2%,篇均被引用次数2.77次,在国际居78位。

我国地球、生态、环境整体研究领域成果的质量在国际上处于中等甚至偏下的水平,与美国相比,是一个零头。

报告结论指出,1991—2002年间,中国地学及相关领域科学论文的产出呈逐年增长的趋势,但总的论文绝对数量不多,篇均被引用频次则大大落后。

单纯从科学论文数量产出及其被引频次来看,中国既不是地学大国,也不是地学强国。

1991—2001年的国内最有影响的10种地球科学期刊评比中,大气科学领域期刊只有《气象学报》,排列在最后一位;而近3年中国学术期刊影响因子综合排名中,我国大气科学领域的两个主要学术期刊《大气科学》、
《气象学报》在地学刊物排名中都在10位之后。

国内地球科学论文在国际的影响尚且如此,从气象与大气科学主要期刊在国内地学界的评比不难推测,与国际大气科学在地学中的领导地位相比,我国气象与大气科学的论文质量和影响是较小的。

同时,我国大气科学领域的主要研究力量又主要在中国科学院,气象部门和高等院校与之相比又有一定的差距。

2　研究队伍的比较
全美国从事气象业务的联邦雇员约1.6万人,是我国的1/4左右。

除联邦雇员外,美国许多政府之外的私营气象服务公司,也有不少从事气象与大气科学的业务和科研人员。

因此,单从联邦雇员的人数不能客观地比较两国气象与大气科学的从业人员的规模。

但有一点是肯定的,我国气象与大气科学总从业人员远较美国多,而研究人员数量又明显少于美国,这可以从两国气象与大气科学领域研究生的培养单位和数量推知。

1959年成立的美国大学大气科学研究协会(U2 C AR,Universities C ooperation of Atm ospheric Research)目前共由66所大学和20个研究机构组成,其成员均是大气科学和相关学科具有博士培养能力的机构。

与之相比,目前我国相应的大学和研究所的数量还不到其1/6。

根据美国国家教育统计中心和NSF公布的数据①,1997年全美国固体地球、大气、海洋领域学士学位获得者4282人,硕士学位获得者1154人,博士学位获得者540人。

若按大气科学基本占地球科学人数的1/3估计,1997年全美国大气科学专业毕业的本科、硕士和博士生分别为1428、385和180人。

同年,我国大气科学相关专业毕业的硕士约120～150人,博士约45～50人,其中出国学习和工作的按1/4保守估算,当年留在国内的硕士不超过100人,博士不超过40人。

硕士规模基本是美国的1/4左右,而博士规模较美国的1/4还要少。

事实上,目前作为我国大气科学硕士、博士生培养的一些单位,其学位点,尤其是博士学位点也是近几年才获批准的。

多年下来,我国大气科学研究领域硕士、博士学位获得者与美国就相差更多。

另一方面,我国大气科学研究人员绝大部分是气象专业出身,知识背景较为单一,而美国许多知名的气象和大气科学家具有理论物理、力学、数学、化学或其他学科的学习或研究背景,尤其在一些新的交叉学科领域,从其他学科转而研究大气的人不少。

484 地球科学进展 第18卷
①美国国家科学基金会网站:http://w w w.ns f.g ov/
我国大气科学研究人员这种较为单一的结构使得我国大气科学研究在深度和广度的发展上受到相当的制约。

此外,由于我国的具体国情,高学历的人员也大都集中在北京等少数大城市,分布很不合理。

事实上,从两国同领域研究人员的工资收入来看①,在美国,获得博士学位从事地球科学研究的科学家的收入是低于有博士学位的科学与工程技术人员的平均收入的(如图1所示)。

这其中,亚洲和太平洋岛国人中从事地球科学研究的收入又要相对低一些,约为5万美元左右。

而近几年,随着我国科技体制的深化改革,我国博士学位从业人员的年平均收入按两国各自货币比较,比美国少不了多少。

那么,研究经费的情况如何呢
?
图1　1997年美国科学与工程技术人员中不同种族
博士学位获得者的年平均收入
Fig.1　Median annu al salaries for Ph.D.scientists &
engineers by racial/ethnic group in 1997
3　研究经费的比较
让我们再来看看自NSFC 1986年成立以来,两国地球科学和大气科学研究领域的经费投入情况。

NSF 地球科学部(GE O )1986年总经费26000万美元①,同年NSFC 地球科学部总经费1200多万人民币②,按各自货币单位计算,相差21倍,若以人民币计算,则相差176倍。

自后,双方经费均呈持续增长趋势,GE O 多年平均按5.6%速度增加,NSFC 地球科学部年平均按24.8%增长。

因此,GE O 与NSFC 地球科学部总经费的比值逐年缩小。

尽管如此,GE O 与NSFC 地球科学部经费绝对差值仍呈逐年增加的趋势,1986年相差2.467亿元(各自货币单位),2001年最高达4.373亿元(单位同上)。

若换算成人民币,两者差距更大:1986年为176倍,相当于21.4亿人民币;2002年差距最小,也
有21倍多,高达45.5亿人民币。

若计算一下17年来两国科学基金对地球科学研究投入总的情况,GE O 总经费68.11亿美元(相当于565亿人民币),是NSFC 的7倍多(按各自货币),若按人民币计算,相差近59倍,绝对值相差超过555亿元人民币。

NSF 与NSFC 地球科学部的总经费比值逐年缩
小的趋势,说明我国在科学基金投入的力度上有明显的增加,NSFC 的形势是喜人的。

但从双方经费的绝对差距看,对地球科学研究的投入仍在逐年拉大,我国的经费增长速度还远远不够理想。

大气科学研究领域的经费差距就更大。

即便按各自货币单位计算,17年平均下来,我国的经费与NSF 大气学科相差17.7倍,远远高于NSF 与NSFC
地球科学领域经费的比例。

多年来,NSF 大气科学研究领域的经费一直占其地球科学部总经费的1/3左右,而NSFC 大气科学研究领域的经费占NSFC 地球科学部总经费的比例从未超过9.5%②。

当然,NSF 大气科学研究领域申请项目数的比例也比较
高,而我国大气科学领域每年的项目申请数一直很低,2002年首次超过地球科学部总数的8%,自然,经费比例也上不去。

这充分反映出我国大气科学研究队伍的现状。

从经费的使用看,NSF 和NSFC 也有较大的不同,NSF 每年的经费除研究费用外(约占2/3),还包括设
备建设、教育和培训费用(1/3),即在资助研究项目的同时,充分重视基础设施的建设和后备人才的培养教育。

相比较,我国在科学基金经费的使用上,几乎全是研究费用,虽然也有人才计划和仪器专项经费,但所占比例要少得多[2]。

这也从一个侧面反映出两国基金会在管理思路和人才战略上的不同。

4　管理方面的一些比较
在学科发展的格局上,美国呈多中心分布,各地均有相当规模的大学或研究机构,各有特色,既互相竞争,又互相协作、互补。

美国基金会在各种重要的活动,如项目资助、评审、人才培养等,都要强调多元性、多样性和合理性,这是其资助政策中的重要一环。

相比较,我国大气科学主要研究单位的格局和分布就显得较为单一。

主要力量基本都集中在北京,京外一些研究条件相对较好的单位,其特色也不
5
84第3期 罗云峰等:比较中美两国大气科学研究的几点认识 ①②1986—2002年地球科学部大气科学学科工作报告.北京:国家自
然科学基金委员会地球科学部,20021
美国国家科学基金会网站:http ://w w w.ns f.g ov/
明显,大部分并未显示出在某一方面的地域优势或学科特色,我们的资助政策以前在这些方面注意也不够。

为了加强大学的计算和观测能力,聚焦于超出任何一个大学能力之外科学问题的研究,推动整个大气科学领域的广泛合作和协调发展,美国1959年成立的非赢利性的合作机构:UC AR,其经费来源主要由NSF支持,另外还有国家海洋与大气管理局(NOAA)、美国航空与航天局(NAS A)、国防部(DOD)、联邦民航管理局(FAA)、能源部(DOE)、环境保护局(EPA)以及其他一些组织。

1998财政年度,UC AR总经费达到1.4亿美元。

多年来,UC AR 对美国大气科学的协调和发展起到了重要的推动作用。

事实上,我国没有任何组织、机构、部门能够组织、协调国内大气科学的宏观协调、规划、发展和人才、队伍的培养建设。

多年来虽然我国在大气科学研究方面取得了显著的成果,气象业务的发展更是成绩斐然,但随着气候系统概念的提出和对气候系统中五大圈层相互作用复杂性的逐渐认识,国际大气科学的发展越来越走向多学科、多部门、跨地区高度合作、高度集成和广泛交叉系统化的发展趋势,资源和资料的收集、处理、共享程度逐渐提高,科学规划和大型科学计划更加周密,系统化、可持续发展的思路贯穿始终,如M M系列天气模式的发展、CC M 系列气候模式的发展等,都是集中无数优秀的科学家,持续多年,系统规范的沿着一整套战略思路发展、成熟、完善,一系列的国家科学计划或国际合作计划周密规划、组织、实施。

相比较,我国大气科学研究力量仍较为分散、组织较为松散、协作缺乏力度、资源和资料的共享程度较差、低水平重复研究较多,在项目的组织上往往过多地注意项目本身,较少注意项目群乃至科学计划的制定等。

科学研究对业务发展和国民经济、外交、社会发展的指导不力渐显突出,我国大气科学科研的现状已不能适应当今大科学、大工程时代的要求,有些原本在国际上不错的领域与国际水平的差距正在拉大,而一些原本就相对落后的领域就更是如此。

我国的这种状况已阻碍了我国气象与大气科学健康、大幅发展的进程。

5　人才战略的比较
“人才资源是第一资源”,国际间的竞争归根到底是人才的竞争,核心是尖子人才的竞争。

多年来,NSF除资助和管理项目外,在人才、尤其是后备人才的培养上有一套机制和措施,近年来更是未雨绸缪,出台不少用于人才培养的新思路和新举措。

和NSFC有所不同,NSF地球科学部(GE O)每年都要通过教育部调查前一年毕业的理工科各类学位获得者中从事地球科学研究的人数、后备力量及人种分布等。

分析地球科学发展未来可能面临的困难,据此及时启动一些项目,资助那些“弱势”群体或潜在变弱的学科、人种、单位。

此外,GE O随时启动相应的计划,加强社会各阶层、各领域美国公众对于地球科学发展的关注,帮助公众认识或了解地球科学发展为现代社会发展做出的突出贡献。

在地球科学人才教育上的一些具体战略表现在,与许多重要的相关地球科学行业协会和机构,如美国科学促进会(AAAS)、美国地球物理学会(AG U)、美国地质学会(AGI)、美国气象学会(AMS)等许多行业组织,以及NAS A、NOAA、DOE等协作,在继续注重研究生、博士生和博士后这个层面从事地球科学研究人才的培养外,同时注重从12年义务教育到大学前、大学阶段的培养一直到对公众的地球科学普及教育。

如制定了:一体化的研究生教育和研究训练计划(Integrative G raduate Education and Research Training,IGERT);有利于环境的全球学习计划(G lobal Learning to Benefit the Environment, G LOBE),该计划的目的是通过全球信息网建立地球科学家与中小学生的联系和交流;早期职业能力发展计划(Faculty Early Development Program,C A2 REER);海洋科学特殊教育计划(Education and S pe2 cial Programs in Ocean Science);大学研究经历计划(Research Experiences for Undergradu ates,RE U);大气科学研究重要机会计划(Significant Opportunities in Atm ospheric Research and Science,S OARS),该计划的目的是与UC AR合作共同创造直接、方便的渠道,使不同种族的学生有兴趣开始从事大气及相关科学的职业等。

此外,还专门发展建立一个用于收集、加强、分发地球科学相关资料的信息系统,以推动不同教育层面群体方便地获取关于地球系统科学学习的信息;建立专门的地球系统科学教育数字图书馆等。

可以说,美国的地球科学人才战略真是“从娃娃抓起”,一直抓到博士后。

多方面、多渠道、多途径,注重人才的系统建设,注重地球科学的科普教育和社会公众对这门科学的更多了解。

我国的情况如何?随着近几年科研和教育体制的改革,从事大气科学研究和教育的一部分机构相
684 地球科学进展 第18卷
继转变方向,大气科学本科生生员的数量呈下降趋势,大气科学人才缺乏和后继人员接不上的现象日趋严重。

随着近年来世界各主要发达国家对气候和环境问题的高度重视,全球范围内人才竞争异常激烈,我国大气科学年轻人才的流失现象十分严重,毕业3年以上的博士留在国内工作的人员已严重短缺。

加入WT O 后,我国科技人才流失的现象有可能进一步加剧,这是我国大气科学发展乃至整个科技工作面临的重大挑战,必须引起我国大气科学界乃至整个科学界和政府的足够重视。

人才培养和队伍建设已到了刻不容缓的地步。

6　如何应对
通过前面的简单比较,已经有一个具体的轮廓,
那就是,我国大气科学研究,无论在成果、人力物力资源、管理体制、人才战略思想上,与美国均有不小的差距。

物质资源方面,相信随着我国经济和社会发展水平的进一步提高,随着政府科技投入的进一步加大,应该会逐渐缩小差距(尽管到目前为止,中美研究经费的绝对可比值仍在加大)。

但管理制度、评价体系、资源信息共享机制、人才战略等方面,如不加以切实的改进,情况是可以想象的。

迫切需要我们大家共同研讨,需要大家携手,共同努力。

就人才方面,进一步树立“人才资源是第一资源”的指导思想,大力培养、吸引和稳定高水平创新人才,对有独立思考能力、独创精神的小人物和青年人才及时给予支持,对少数高水平人才在严格遴选
的基础上予以持续稳定的支持,加大对在国际科学前沿做出有重要影响研究成果的顶尖人才的引进力度,这是国家基金委人才战略的一些初步方针。

在人才培养上,我们的眼光也应从重视博士后、博士生、硕士生的培养,到重视大气科学领域本科生的培养以及着眼于公众和中小学生的科普活动等方面。

值得注意的是,最近两年在职硕士和博士培养力度明显加大,但大气科学本科生的数量和入学人数却并不乐观,本科生员∶本科生∶硕士生∶博士生的金字塔型比例已出现严重危机,部分高校的大气科学本科专业的招生已和以前的地质、石油、农业等专业一样,属于分数线要照顾的专业。

照此下去,我们的硕士和博士的后备队伍在那里?
我们的确需要转变观念,真正引进竞争机制,结合国际发展趋势和国家的需求,作,切实制定大气科学研究队伍和后备队伍的建设和培养,在经费、制度、人财物配置、评价体系、资源信息共享机制建设以及部门联合等方面大力加强,发挥我国自己的优势,学习并发挥团队精神,在加大培养有用人才的同时,给我国现有的大气科学研究工作者创造一个宽松的学术和工作环境,争取在不继续拉大与美国等发达国家差距的情况下,尽力使这种差距缩小,哪怕10年、20年。

参考文献(R eferences):
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思考[J ].中国科学基金,2002,(6):35823601
[2]　罗云峰.关于科学基金在推动科研支撑系统建设和资料、成果
共享方面的一些思考[J ].中国科学基金,2003,(2).
A BRIEF COMPARISON OF ATMOSPHERIC SCIENCE
RESEARCH BETWEEN US AN D CHINA
LUO Y un 2feng ,LU Z e 2wei
(National Natural Science Foundation o f China ,Beijing 100085,China )
Abstract :By sim ply com paring the aspects of the total founding ,management ,scientists strategies of atm ospheric science research between US and China ,this paper indicate that of all main aspects of atm ospheric science research activ 2ities China is keep behind of the US ,not only in research products ,res ources of scientists and service supporting sci 2ence ,but als o management system and scientists strategies as well.It is w orth to considerably advance in our atm ospheric science research in the future.
K ey w ords :China 2US ;Atm ospheric science research ;Sim ple com paris on.
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84第3期 罗云峰等:比较中美两国大气科学研究的几点认识 。