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896大气科学专业参考书目

一、基础理论

(1)大气科学作为一门综合性学科，其基础理论涵盖了大气动力学、大气热力学、大气辐射传输、大气化学和大气物理学等多个方面。大气动力学主要研究大气的运动规律，包括大气的垂直和水平运动、大气环流的形成和演变机制等。大气热力学则关注大气的能量转换和传输过程，涉及温度、湿度、气压等基本气象要素的相互关系。大气辐射传输理论揭示了太阳辐射在大气中的传播规律，以及大气对太阳辐射的吸收、散射和反射作用。大气化学研究大气中各种化学成分的分布、转化和相互作用，对大气污染和环境问题具有重要意义。大气物理学则从物理角度研究大气的结构、性质和运动规律，包括大气中的湍流、云雾、降水等物理现象。

(2)在大气科学基础理论中，大气环流模式是一个核心内容。大气环流模式是一种数学模型，用于模拟和预测大气的运动状态。这些模式基于流体动力学和热力学的基本原理，通过计算机模拟大气的垂直和水平运动。大气环流模式包括全球大气环流模式和区域大气环流模式，它们可以用于研究气候变化、天气预测和大气环境问题。全球大气环流模式能够模拟地球表面的热量、水分和动量的分布，而区域大气环流模式则更关注局部地区的大气运动和天气变化。

(3)大气科学的基础理论还涉及到大气层结、大气稳定性、大气边界层等多个方面。大气层结是指大气垂直结构的基本特征，包括温度、湿度和风等要素的垂直分布。大气稳定性研究大气层结对垂直运动的敏感性，对于理解大气中的波动、湍流和云团的形成至关重要。大气边界层是地球表面与自由大气之间的过渡区域，其特点是受到地表摩擦、热量和水分交换的影响。研究大气边界层对于理解局部天气现象和大气污染扩散具有重要意义。此外，大气科学的基础理论还涉及到大气中的辐射传输、云和降水物理、大气化学过程等多个领域，这些理论共同构成了大气科学研究的基石。

二、气象观测与实验

(1)气象观测与实验是大气科学研究的重要环节，旨在获取大气的实时数据和物理参数。气象观测站通常装备有自动气象站（AWS），可以收集气温、相对湿度、风速、风向、降水量、日照时数等多种气象要素。自动观测设备如风速计、温度计、湿度计等，能够提供高精度、高频率的数据，有助于气象研究和天气预报。此外，卫星遥感技术也成为气象观测的重要手段，通过分析卫星图像，可以获取大范围地区的云量、温度、湿度等信息。

(2)气象实验主要涉及大气现象的模拟和操控，以揭示大气过程的物理机制。在实验室条件下，通过控制温度、压力、湿度等条件，可以研究大气中的云雾、降水、辐射等过程。例如，云雾室实验可以模拟云滴和雾滴的形成与增长，从而研究云和降水的微物理过程。大气边界层实验则关注地表与大气之间的热量、水分和动量交换，对理解城市气候、农业气象等领域具有重要意义。此外，利用风洞等设施，可以进行大尺度大气流动的实验研究，模拟和分析不同地形、大气污染等条件下的气流特性。

(3)气象观测与实验技术不断发展，新技术的应用为大气科学研究提供了更多可能性。无人机、气象气球、气象雷达等观测手段，能够在不同高度、不同地区进行实时观测。气象雷达通过探测大气中的散射信号，可以监测降雨、雷暴、台风等天气系统的发展变化。无人机则可以深入复杂地形，获取难以到达地区的气象数据。同时，气象实验方法也在不断进步，数值模拟和同化技术的发展，使得实验结果更加准确，有助于提高天气预报的准确性。

三、大气物理与化学

(1)大气物理与化学是大气科学的核心领域之一，涉及大气中的物理过程和化学反应。大气物理研究包括大气边界层、大气湍流、大气辐射传输、大气动力学等。大气边界层是地球表面与自由大气之间的过渡区域，其研究有助于理解地表与大气之间的能量和物质交换。大气湍流则关注大气的混合和传输过程，对污染物扩散、云雾形成等有重要影响。大气辐射传输研究太阳辐射在大气中的传播和能量分布，对理解地球能量平衡和气候变化至关重要。

(2)大气化学关注大气中的化学成分及其相互作用，包括气体、颗粒物、云滴和雾滴等。大气化学研究涉及臭氧层破坏、酸雨、全球气候变化等环境问题。臭氧层是大气平流层中臭氧浓度较高的区域，其保护作用对地球生物至关重要。酸雨的形成与大气中硫氧化物和氮氧化物的排放有关，对生态系统和人类健康造成危害。全球气候变化则与温室气体如二氧化碳、甲烷等在大气中的积累有关，影响地球的气候系统。

(3)大气物理与化学研究方法包括实验、观测和数值模拟。实验研究通过实验室设备和自然实验来模拟大气现象，如云室实验、大气边界层风洞实验等。观测研究通过地面、空中和卫星等手段收集大气数据，如自动气象站、气象雷达、卫星遥感等。数值模拟则是利用计算机模拟大气物理和化学过程，如全球大气环流模式、化学传输模型等。这些研究方法相互补充，共同推动大气科学的发展，为环境保护、气候变化预测和天