大气科学是研究大气的组成、结构、运动、物理化学性质以及天气气候变化规律的学科,与人类生产生活、生态环境和国家安全密切相关。
一、学科内容
大气物理:研究大气的物理性质,如温度、气压、湿度的分布和变化,以及太阳辐射在大气中的传播、散射和吸收,还有地球和大气向太空的辐射。这些过程决定地球的能量平衡,是影响气候的关键因素。
大气化学:研究大气中气体和颗粒物的化学组成及反应,重点关注雾霾问题。雾霾主要由细颗粒物(PM2.5)和气溶胶组成,来源于工业排放、汽车尾气和燃煤等,会降低空气质量并危害人体健康,如引发呼吸道和心血管疾病。
动力气象学:研究大气运动的动力学过程,如大气环流、气旋和反气旋的形成与发展。锋面是冷暖气团的交界面,暖气团遇冷气团时会抬升、冷却并形成降水。气旋在北半球逆时针旋转,带来阴雨天气;反气旋顺时针旋转,带来晴朗天气。
二、应用领域
天气预报
天气预报是大气科学的重要应用。气象学家通过分析观测数据和数值模拟,预测气温、降水、风力等天气状况。它对日常生活、农业、交通等至关重要:农民依此安排农事,航空公司调整航班,以避免恶劣天气带来的风险。
气候研究
大气科学为研究气候变化提供了理论和方法。科学家分析长期气象数据和气候模型,研究气温升高、降水变化、海平面上升等现象。全球气温显著升高,主要是由于人类活动排放的温室气体增加。
环境科学
大气科学在环境科学中应用广泛。通过研究大气化学反应和污染物传输,可制定污染治理措施。例如,为减少雾霾,可通过降低工业排放、优化能源结构和治理机动车尾气来实现。此外,大气科学还为研究酸雨和臭氧层破坏等问题提供理论支持。
航空航天
在航空航天领域,大气科学对飞行安全和航天发射至关重要。飞行员需了解飞行高度的气象条件(如风速、风向、气压),以避开强风和湍流。航天发射则需选择晴朗、低风速的天气,以确保火箭顺利升空并准确入轨。
三、就业方向:本专业毕业生可在大气科学相关领域如气象、民航和国防、环保等行业从事业务、科研、教学、科技服务及相关管理工作
四、推荐院校:中国海洋大学、中山大学、中国科学技术大学、中国科学院大学、浙江大学、南京信息工程大学、云南大学、成都信息工程大学
大气科学是一门综合性很强的学科,它不仅对自然科学的发展有着重要意义,也与人类的生产生活密切相关。随着科学技术的不断进步,大气科学的研究将更加深入,其应用领域也将进一步拓展。