专业背景
大气物理学是研究大气的物理现象、物理过程及其演变规律的学科,涉及云一辐射相互作用、大气物理化学机制、空气污染质量预报、大气环境监测和预警、气象卫星雷达观测和资料的综合应用以及人工影响天气技术开发研究等,它们都是目前我国在大气科学领域丞待解决的关键问题;大气物理学科的发展影响着天气预报和气候预测准确度的提高,影响着雾霾污染天气的治理等,因此本专业对我国气象事业、国民经济和社会发展及国防建设有着极其重要的意义。
南京信息工程大学(原南京气象学院)自1960年建校以来,即建立大气物理系,招收大气物理专业本科生。1982年,获得大气物理学与大气环境硕士学位授予权;1998年,获得大气物理学与大气环境博士学位授予权。2006年,大气物理学与大气环境专业入选“十一五”期间江苏省重点学科;2015年,入选江苏省优势学科建设工程;2017年,入选国家“双一流”建设学科。大气物理专业以云雾降水物理学为专业特色,围绕云雾降水物理与人工影响天气、大气成分与气候变化、精细化数值天气预报、大气边界层与城市气象等方向进行教学和科学研究,具有完整的学士、硕士、博士教育培养体系。
实践平台
大气物理系依托荷兰皇家气象研究所-南京信息工程大学大气成分中心(KNMI-NUIST Center for Atmospheric Composition)国际合作中心、大气科学与环境气象实验教学中心、大气科学与气象信息虚拟仿真实验教学中心两个国家级实验室平台;中国气象局下属的气溶胶与云降水重点开放实验室、综合观测培训实习基地(南京);气象灾害教育部重点实验室、气象灾害预报预警与评估协同创新中心等省部级重点实验室等多个平台开展教学实践工作,在全校首创的“本科生导师制”、“观云测天年度计划”、“大物科创坊”等教学制度和实践创新活动的激励下获得了一系列丰硕的成果。
研究方向
学科方向名称 |
主要研究领域、特色与优势 |
云降水物理与人工影响天气 |
研究领域:云和降水宏微观结构研究;人工影响天气优化作业技术研究;雾物理化学特性及生消机制;云雾降水模式系统研究及应用。 特色与优势:瞄准国际学科前沿和国家需求,长期开展云和降水宏微观结构、雾物理化学特性及生消机制、云雾降水模式系统、人工影响天气优化作业技术等领域的基础理论和野外试验研究。 |
空气污染监测和模拟 |
研究领域:大气气溶胶和污染气体的来源、化学转化机制、污染机理。 特色与优势:广泛开展云雾、气溶胶、大气污染物物理化学特征的外场观测试验;系统研究它们之间的相互作用;对大气气溶胶和污染气体的来源、化学转化机制、污染机理进行了较深入地研究;利用或建立先进的数值模式对观测所得的一些重大发现进行了理论探讨。 |
大气成分及其气候效应 |
研究领域:气溶胶物理化学光学特性、辐射效应及气候、生态效应研究;区域城市大气氧化剂形成规律研究。 特色与优势:大气污染与云雾降水相互作用;大气成分输送和分布的数值模拟研究;沙尘气溶胶物理化学光学特性、辐射效应及气候、生态效应研究;区域城市大气氧化剂形成规律研究。 |
大气边界层与城市气象 |
研究领域:边界层大气湍流运动、地气系统通量交换、城市边界层污染的时空分布特征、沙尘暴监测、城市热岛、地表生态对区域气候的影响等。 特色与优势:边界层理论发展和应用,大气环境-气象演变机理与数值模拟、城市气象学科建设和城市气象应用基础研究、城市气象精细预报应用研究与技术研发、城市边界层与大气环境研究、边界层气象观测试验、城市地-气相互作用过程及机理、城市精细化天气预报、城市气象灾害评估及预警、。 |
师资队伍
本专业现有教师32人,其中教授6人,副教授12人,高级实验师1人,博士生导师8人。其中有国家优青1人,全国气象名师2人,江苏省普通高校优秀学科带头人2名,江苏省“333高层次人才培养工程”首批中青年科技领军人才2名,江苏省“333高层次人才培养工程”首批中青年科学技术带头人3名,江苏省优秀青年骨干教师4名,政府津贴获得者1名,省学部级劳动模范1名,全国优秀科技工作者1名,全国优秀青年气象工作者3名,中国气象学会涂长望青年气象科技奖获得者2名,江苏省优秀研究生导师4名。
人才培养
本专业培养具有扎实的大气科学与大气环境领域基本知识、专业理论和专业技能,能够在人工影响天气、空气质量预报及评价、大气环境监测及工程、清洁能源(核电、风能)技术支持、航空航天气象指挥、天气预报、气候预测、地面与空间气象观测、海洋科学以及相关领域从事业务、科研、教学、科技开发与相关管理工作的研究型与应用型相结合的高级专门人才。
大气科学(大气物理模块)的人才需求定位主要有三个方面:1)大气科学高层次人才培养 本专业立足云雾降水物理与人工影响天气、大气气溶胶的理化特性及其环境气候效应等方面进行深入研究,在培养大气物理和大气环境、大气遥感与探测等硕士和博士的同时,还与中国科学院大气物理研究所、中国气象局气象科学研究院以及各大高校输送研究人才。每年超过40%的学生可以得到继续深造的机会。2)气象部门业务人才培养 目前气象部门在全国范围内普遍存在人才缺口。我系学生对口的气象业务、人工影响天气、民航空管系统、环境监测与评价、应急管理等部门每年吸纳约30%左右的学生直接就业。3)交叉方向人才培养 大气物理是交叉性很强的学科,与遥感、地理信息、环境科学与工程、海洋科学、管理学等多学科专业及其应用技术开发等部门有着密切的联系,预计将有25%的学生将来从事气象公司、城市管理、电力系统、清洁能源、气象工程等行业科研和业务工作。通过实施本科导师制,开展“观云测天”实践计划等各种实践学习计划,培养学生的科研创新意识和实践技能。
专业成果
科研:
我系近五年承担了国家“973”计划、科技部重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、重大专项等一批重要科研项目。自2008年学院成立以来,我系已先后获批各类科研项目共计250余项,其中国家级项目80多项,到账经费逾1.5亿元,其中纵向经费超过1亿元。全系师生发表高水平论文800余篇,其中标注第一单位的SCI(E)论文300余篇。
多年来本专业与荷兰皇家气象研究所、美国威斯康辛大学、乔治梅森大学、马里兰大学、德克萨斯A&M大学、英国曼彻斯特大学、中国科学院大气物理研究所、中国气象科学研究院、中国环境科学研究院、南京大学、北京大学、兰州大学、复旦大学等国内外重要学术研究机构和高等院校的建立了密切的合作关系。
教学:
近五年我系教师先后获得人才荣誉称号包括:中科院双聘院士1人,“国家优青”1人,“全国气象教学名师”2人,江苏省“五四青年劳动奖章”1人,江苏省“普通高校优秀学科带头人”2人,江苏省“青蓝工程”和“333人才工程”20人(次),江苏省“六大人才高峰”计划资助5人,江苏高校优秀学科梯队“大气物理学科梯队”,江苏高校优秀科技创新团队“大气成分变化及其环境气候效应团队”,江苏高校“青蓝工程”科技创新团队“云雾降水及气溶胶团队”。江苏省高等教育教学成果奖一等奖以及江苏省教学成果奖(高等教育类)一等奖等多项教学成果奖。
“揭秘大气污染”和“大气物理学”获批国家精品在线开放课程,“大气污染-人类面临的挑战”和“气象与生活”两项国家级精品视频公开课,江苏省精品课程“云降水物理学”。
出版教材:
今年来我系在各个研究方向共出版教材20余部,包括十三五江苏省高等学校重点教材《大气物理学》、《大气气溶胶物理学》、《云降水物理学》、《云降水物理研究》、《大气边界层气象》、《大气边界层气象实习》等。
代表教材有:
1)《大气物理学》
该书获批为十三五江苏省高等学校重点教材,也是国家精品在线开放课程“大气物理学”的指定教材。该书在传统大气物理理论和基本自然现象讨论基础上,吸收靠前外经典教材和全新研究成果,对重点内容提出深入浅出、理论完整的编写框架。全书共分5章。从大气物理学的研究内容、近期发展、大气基础知识开始。重点介绍如何应用热力学原理研究大气热力学过程,水的热力学属性,大气中主要热力学过程,热力学图解应用,大气静力稳定度分析等,辐射的基本概念、大气吸收和大气散射、辐射传输方程和地球、大气辐射过程等。针对大气科学领域内普遍关注的云降水物理过程和大气气溶胶机理,着重介绍了云雾形成的宏、微观特征和机制,云粒子的核化理论,水滴冰晶的增长机理,典型降水理论,气溶胶的化学组成及来源估计,气溶胶的观测与测量,对流层气溶胶的气候学特征等。
本书以大专院校和科研院所大气科学、大气物理学、大气环境、应用气象学、气候学、海洋科学等专业为主要对象,也可以作为气象、海洋、环境、电力等业务部门,以及大气科学类相关从业者的教学和研究参考书。
2)《云降水物理学》
本书全面系统地介绍了云降水物理学的基础理论知识,包括大气中水的基本性质、云雾降水宏微观特征、核化过程与扩散增长、液相和冰相降水的形成、雷暴起电机制、云物理实验与探测,还简要介绍了云的数值模拟、人工影响天气及云降水化学方面的基础知识。各章均附有习题及主要参考文献,便于读者加深理解和延伸阅读。本书力求概念清晰、论述严谨、深入浅出,既可作为高等学校大气科学专业本科生的专业课教材,也可供研究生和相关科技工作者和业务人员阅读、参考。
本书入选普通高等教育“十一五”国家级规划教材,2014年再次遴选为普通高等教育“十二五”国家级规划教材,被中国科学院大学、国防科技大学、南京大学、香港大学等多所高校和气象业务部门选作教材和指定参考书。