“十四五”規(guī)劃明確了研究所的科技布局與學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展重點(diǎn)，包括三大主攻方向和四大新興前沿方向。
使命定位：
“十四五”期間，研究所將立足于大氣科學(xué)經(jīng)典及交叉領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和核心技術(shù)，針對(duì)氣候變化和氣象災(zāi)害應(yīng)對(duì)、生態(tài)文明建設(shè)、碳中和、美麗中國(guó)、一帶一路等國(guó)家重大需求中的核心大氣科學(xué)問題，引領(lǐng)氣候變化和氣象災(zāi)害的發(fā)生機(jī)理、預(yù)報(bào)方法和預(yù)估理論的發(fā)展，研發(fā)具有國(guó)際領(lǐng)先性能的自主可控的新一代高精度地球系統(tǒng)模式，突破大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和碳源匯盤點(diǎn)中的關(guān)鍵核心科學(xué)技術(shù)，產(chǎn)出若干具有世界級(jí)影響的原創(chuàng)成果，推動(dòng)地球系統(tǒng)科學(xué)的原始創(chuàng)新，使研究所整體綜合競(jìng)爭(zhēng)力和影響力進(jìn)入世界前列。
三大主攻方向：
主攻方向一：新一代地球系統(tǒng)模式研發(fā)及應(yīng)用
地球系統(tǒng)模式是認(rèn)識(shí)地球系統(tǒng)各個(gè)圈層變化規(guī)律及其耦合機(jī)制、定量預(yù)測(cè)地球系統(tǒng)整體變化的重要科學(xué)工具，體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家在地學(xué)研究的核心競(jìng)爭(zhēng)力。研究所現(xiàn)承擔(dān)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置”的建設(shè)任務(wù)，是國(guó)際上少數(shù)幾個(gè)長(zhǎng)期堅(jiān)持地球系統(tǒng)模式自主研制和應(yīng)用的研究機(jī)構(gòu)。現(xiàn)已建成具有自主可控的中科院地球系統(tǒng)模式，模式核心技術(shù)和性能居國(guó)際前列，并已廣泛應(yīng)用于氣候變化及氣候?yàn)?zāi)害預(yù)測(cè)等研究。
主攻方向二：氣候變化與氣象災(zāi)害
當(dāng)前，全球氣候發(fā)生劇烈變化，極端天氣氣候事件和氣象災(zāi)害頻發(fā)，給社會(huì)造成巨大影響。闡明全球變化背景下全球和我國(guó)氣候的變化機(jī)理、發(fā)展重大天氣氣候?yàn)?zāi)害的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)方法已成為當(dāng)前大氣科學(xué)及地球系統(tǒng)科學(xué)交叉的重大基礎(chǔ)前沿科學(xué)問題，也是農(nóng)業(yè)、生態(tài)、水文等領(lǐng)域開展預(yù)測(cè)的重要保障，是減少氣候變化和氣象災(zāi)害對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)影響的重要基礎(chǔ)，也是滿足國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化和防災(zāi)減災(zāi)的重大需求。
主攻方向三：大氣環(huán)境變化與碳中和
美麗中國(guó)與碳中和是國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，事關(guān)生態(tài)文明建設(shè)與發(fā)展方式轉(zhuǎn)變?nèi)帧４髿猸h(huán)境變化與碳中和進(jìn)程的監(jiān)測(cè)、機(jī)理、模擬、調(diào)控亟需構(gòu)建基于地球復(fù)雜系統(tǒng)理論的綜合解決方案與系統(tǒng)。以此為核心，該主攻方向?qū)⒃诖髿猸h(huán)境中關(guān)鍵元素循環(huán)的理化生機(jī)制、大氣探針、智慧監(jiān)測(cè)模擬與智能控制、天空地一體化碳監(jiān)測(cè)與評(píng)估核算取得核心技術(shù)突破，構(gòu)建基于人類有序適應(yīng)與自然控制論的大氣環(huán)境變化與碳中和理論體系，實(shí)現(xiàn)國(guó)際領(lǐng)跑。
四大新興前沿方向和未來技術(shù)：
新興前沿方向和未來技術(shù)一：大數(shù)據(jù)和人工智能在大氣科學(xué)中的應(yīng)用
未來五年，擬從基礎(chǔ)理論和原理上攻關(guān)基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的天氣氣候預(yù)測(cè)關(guān)鍵核心技術(shù)，提升對(duì)影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生活的極端天氣氣候事件的預(yù)測(cè)水平，以滿足國(guó)家和社會(huì)實(shí)際需求。
新興前沿方向和未來技術(shù)二：行星大氣過程研究
針對(duì)太陽系內(nèi)的行星（以火星、金星、木星為主），研究和設(shè)計(jì)通用的行星大氣數(shù)值模式。在此基礎(chǔ)上，建立行星模擬器，模擬多種行星大氣的環(huán)流和氣候特征，開展關(guān)鍵過程的研究，如火星大氣上行星尺度的沙塵暴、金星大氣上層風(fēng)場(chǎng)的超旋轉(zhuǎn)等。另外，針對(duì)我國(guó)的火星探測(cè)需求，擬開展火星天氣預(yù)報(bào)試驗(yàn)，包括同化在軌衛(wèi)星和地面探測(cè)車的氣象觀測(cè)資料。
新興前沿方向和未來技術(shù)三：極地大氣關(guān)鍵物理過程研究
建立北極典型區(qū)域大氣聯(lián)合監(jiān)測(cè)平臺(tái)，開展北極大氣物質(zhì)能量平衡過程及低層大氣結(jié)構(gòu)探測(cè)，形成北極大氣自主探測(cè)和國(guó)際數(shù)據(jù)共享體系，分析研究極地大氣關(guān)鍵物理過程及其機(jī)理。
新興前沿方向和未來技術(shù)四：臨近空間大氣環(huán)境研究
發(fā)展大氣遙感新方法與原位探測(cè)新設(shè)備，開發(fā)空間站與衛(wèi)星有效載荷關(guān)鍵技術(shù)，建立前沿的臨近空間多要素、無縫隙、高時(shí)空分辨率探測(cè)體系；探明臨近空間大氣環(huán)境關(guān)鍵物理過程特征規(guī)律、能量交換和大氣圈層耦合機(jī)制，為國(guó)家空間安全戰(zhàn)略重大需求提供基礎(chǔ)科技支撐。
