1、绪 论1.1 大气科学的定义大气科学的定义：大气科学是研究地球大气中各种现象（包 括物理和化学现象以及人类活动对它的影响）的演变规律，以及如何利用这些规律为人类服务的一门学科。大气科学的基本内容可概括为 四个方面 ：研究地球大气的一般特性如大气的组成、范围、结构等研究大气现象的能量大气现象发生和发展的能量来源、性质及其转化研究大气现象的本质解释大气现象，研究其发生、发展和变化的规律探讨如何利用这些现象预测、控制、改造自然准确预测天气和气候变化，人工影响天气，大气环境预测和控制1.2 学科分支传统的 “气象学 ”分支学科主要为气象学和气候学。六十年代以来，随着 “气象学 ”的研究内容的迅速扩展，
2、人们广泛采用 “大气科学 ”这个术语。大气科学的分支学科：大气物理学、大气探测、天气学、大气动力学、气候学、气象业务通信网络、物理海洋学、现代天气分析技术、数值天气预报、统计分析与天气预报、人工影响天气 1.3 气象学的发展史 气象学 在人类与大自然作斗争的长期实践中 产生，历史源远流长。我们可把气象科学的历史分为古气象史时代和四次飞跃，每次进步都是以 观测手段 和 资料收集方法的重大发展 引起学科研究方向转移为标志。一、古气象史时代 （有文字记载 17 世纪末）以原始的天象观测、简单的手工器械测定、不完整甚至带有神秘色彩的文字记载为主。二、第一次飞跃 （ 17001859 ） 温度表、雨量器
3、、气压表的发明，使气象学迈进了定量发展的阶段。 航海事业的发展和气象观测仪器的应用，引起科学家对信风和全球大气环流的研究。三、第二次飞跃 （ 18601940 ） 无线电报的发明，使观测的资料能迅速传递集中，地面站迅速发展，形成一定密度的观测网。 地面 天气图 发明并广泛使用，成为近代气象学研究起点的标志。 挪威气象学者创立锋面学说、将流体力学和热力学理论应用于大气和海洋的大尺度运动研究，提出著名的斜压概念和环流理论。 四、第三次飞跃 （ 19401980 ） 无线电探空仪的发明，高空观测的迅速建立，使气象科学发生新的飞跃。 芝加哥学者引入位势涡度概论，创立了长波理论、斜压不稳定理论、正压不稳
4、定理论和能量频散理论。 挪威学派和芝加哥学派奠定了天气学和动力气象学的基础，从而使大尺度气象学理论迅速发展。 美国学者提出奇异吸引子理论和混沌理论，带动整个自然科学的突破；准地转理论、适应理论和不稳定理论的应用，使大尺度的天气学进入成熟阶段。 高速、大存储量的计算机的发展，使数 值天气预报从梦想变成了现实，使气象学从描述性学科成长为具有坚实的数值基础的学科。 气象雷达、卫星、火箭、激光、微波、红外和声学等遥感探测新技术的使用，使许多新的学科分支相继兴起，使气象学发展为分支众多的综合性学科。五、第四次飞跃 （ 1980开始 ） 空间和地面大气遥感探测和气象信息技术系统日趋完善，大气科学正从局部的专业试验向全球的综合性试验过度。气候研究正朝着更加广泛、更加综合的方向发展。 预计在今后二三十年内，大气科学将因遥感技术、信息技术的飞速发展而出现一场新的革命。
