（一）學科概況

大氣科學是一門古老的學科，它是以研究地球大氣的結構、組成及其在不同時空尺度的運動規(guī)律、現(xiàn)象和人類對它的影響，并為人類服務的一門科學。

公元17世紀以前，人們對大氣以及大氣中各種現(xiàn)象的認識是經驗性的。17至18世紀，隨著數(shù)學、物理學和化學等學科的發(fā)展，以及測量氣溫、氣壓、風和濕度等儀器的發(fā)明，大氣科學研究由定性描述進入了定量分析階段。1835年提出的科里奧利力概念和1857年提出的風和氣壓的關系，成為大氣動力學和天氣分析的基石。19世紀90年代，由于物理學定律的引入，大氣科學從流體力學中分離而成為一門獨立的學科。20世紀20年代，基于氣象觀測建立了鋒面、氣旋和氣團學說，為天氣分析和預報奠定了理論基礎。20世紀30年代，無線電探空儀在大氣探測中得到了廣泛的應用，使人們對大氣的認識擴展到四維空間，建立了大氣長波理論。20世紀40年代，大氣準地轉理論建立，成為大氣動力學理論的核心。20世紀50年代以后，由于計算機的發(fā)明和現(xiàn)代大氣探測手段的應用，大氣科學的發(fā)展突飛猛進。計算機使大氣科學進入了定量研究的新階段?；谟嬎銠C對大氣運動方程的求解，20世紀60年代創(chuàng)立了大氣混沌理論。大氣混沌理論不僅為大氣可預報性提供了重要的理論基礎，同時也推動了其他相關學科的發(fā)展。高性能計算機的發(fā)展，也使得數(shù)值模擬成為大氣科學研究的重要手段。隨著氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、雷達和飛機觀測等多種探測手段的應用，獲得了更高時間和空間分辨率的觀測數(shù)據(jù)，使得大氣科學的研究從天氣尺度系統(tǒng)向更短和更長時間尺度大氣系統(tǒng)進行延伸。一方面，數(shù)小時或更短時間尺度的強烈天氣系統(tǒng)的研究受到極大的重視；另一方面，月際、年際、年代際甚至更長時間尺度的氣候變化的研究也得到了快速發(fā)展。

20世紀70年代以來，大氣科學的研究方法發(fā)生了革命性的變化。人們開始認識到，大氣科學研究不能僅僅局限于大氣層本身。大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈和生物圈構成了所謂的“氣候系統(tǒng)”，五個圈層的演變及其相互作用決定著氣候的變化?！皻夂蛳到y(tǒng)”的觀點為大氣科學的研究帶來了廣闊的前景。特別是人們認識到大氣的運動和變化不僅僅是一種自然過程，人類活動也會引起區(qū)域天氣、氣候和環(huán)境的變化。例如，南極臭氧洞的形成與人類生產和使用某些化學物質有關；人類大量排放的二氧化碳等溫室氣體與近百年來的全球氣溫升高和海平面上升密切相關。因此，近年來大氣科學的研究范圍在不斷地擴展，除了進一步深入研究地球大氣圈本身外，越來越多的研究涉及到與地球系統(tǒng)其他圈層以及人類活動之間的相互作用，也涉及到環(huán)境、交通、經濟、政治和外交等一系列問題。

（二）學科內涵

大氣科學的研究對象是地球大氣及其與地球系統(tǒng)其他圈層以及人類活動之間的相互作用。它研究地球大氣的運動和變化規(guī)律，與這種變化相聯(lián)系的天氣和氣候的形成機理，地球系統(tǒng)其他圈層與人類活動對氣候變化的影響，以及如何利用大氣科學理論和技術為人類服務。大氣運動滿足質量、動量和能量守恒等基本物理規(guī)律。從這些基本規(guī)律出發(fā)，揭示發(fā)生在大氣中的物理、化學現(xiàn)象和過程，大氣運動和變化規(guī)律及其相伴隨的天氣及氣候現(xiàn)象的形成與變化規(guī)律，以及如何利用這些規(guī)律為人類服務是大氣科學的重要任務。同時，大氣科學也與地球系統(tǒng)中的其他學科相結合，研究大氣運動在不同時空尺度上的演變特征及其對經濟社會發(fā)展的影響。因此，數(shù)學、物理學、化學以及計算科學和信息科學等是大氣科學的學科基礎，它們與大氣科學的結合，形成了大氣科學自身的學科分支：天氣學、氣候學、動力氣象學、大氣物理學、大氣探測學、大氣動力學、大氣數(shù)值模擬與預報、大氣化學等。

觀測是大氣科學研究的重要手段。除常規(guī)氣象觀測外，現(xiàn)代大氣觀測還利用大量的信息技術和其他高科技手段，地基、空基、天基構成的三維空間觀測網在大氣科學研究和業(yè)務預報中發(fā)揮著愈來愈重要的作用。大氣科學研究的另一重要方法是利用本學科的基礎理論與資料，進行分析（診斷）和理解大氣運動與演變的機制與規(guī)律。從大氣運動所滿足的物理、化學過程以及生物活動等的基本規(guī)律出發(fā)，利用數(shù)學方法和計算機，求解大氣運動方程組，對大氣過程進行數(shù)值模擬，解釋大氣運動和變化的規(guī)律，也是大氣科學的重要研究方法之一。

（三）學科范圍

大氣科學的主要二級學科有：氣象學、大氣物理學與大氣環(huán)境、氣候系統(tǒng)科學。

1.氣象學：是研究大氣運動的基本特征與基本規(guī)律的一門學科。它主要研究發(fā)生在大氣中的各種天氣現(xiàn)象及其演變規(guī)律、形成機理、預報的理論和方法、氣候變化對天氣的影響等。隨著國民經濟和科學技術的迅速發(fā)展，氣象學在人類生產和生活中的巨大作用越來越顯著，其涉及的領域也越來越寬廣，它包括天氣學、大氣動力學、動力氣象學、大氣環(huán)流、中小尺度氣象學、應用氣象學、數(shù)值天氣預報等。大氣過程以及各類氣象災害直接影響人們的日常生活和生命財產安全以及各種社會經濟活動。所以，正確認識大氣變化過程的規(guī)律，不斷提高預報能力、為防災減災服務是本學科的主要任務。

氣象學的理論基礎是天氣學、動力氣象學、大氣環(huán)流理論以及應用氣象學的基本理論；研究方法主要是采用觀測分析、理論研究、數(shù)值模擬等相結合的方法。在掌握上述理論和研究方法的基礎上，通過研究和探索，揭示大氣中各種天氣現(xiàn)象的形成機制及其演變規(guī)律，對天氣現(xiàn)象進行預報和做出預警。

氣象學的研究范圍主要包括天氣系統(tǒng)的觀測、診斷、模擬、預測和理論研究；氣候變化及其對天氣的影響，中小尺度系統(tǒng)氣象學，大氣動力學，數(shù)值天氣預報，災害天氣的機理研究及其觀測方法和預警技術，雷達氣象學，衛(wèi)星氣象學，以及氣象學在其他領域的應用研究。

2.大氣物理學與大氣環(huán)境：以大氣現(xiàn)象和過程的物理及化學性質及其演變規(guī)律為研究對象，應用物理學和化學的基本原理，結合大氣探測技術和科學實驗，研究大氣中各種宏微觀物理和化學過程及其相互作用，探討大氣中的各種物理現(xiàn)象以及大氣成分的源與匯，及其在大氣中輸送、擴散、沉積和轉化等物理、化學過程，揭示上述各種物理、化學過程與天氣和氣候的相互影響。

大氣物理學與大氣環(huán)境的理論基礎是大氣物理、大氣化學、大氣輻射、物理、化學等；在研究方法上，主要采用理論分析、實驗研究，以及數(shù)值模擬相結合的方法。

大氣物理學與大氣環(huán)境研究的主要內容包括：大氣探測和大氣遙感，大氣輻射，大氣聲、光、電物理學，云霧降水物理和化學，大氣邊界層，大氣湍流和擴散，大氣化學，大氣氣溶膠和其他成分，大氣污染和環(huán)境評價，近地層，平流層和中層大氣物理和化學過程等。

3.氣候系統(tǒng)科學：以氣候系統(tǒng)理論為基礎，在研究氣候特征、氣候變化過程中考慮地球系統(tǒng)五大圈層（大氣圈、巖石圈、水圈、冰凍圈、生物圈）之間的能量、動量、物質的輸送與交換過程和人類活動的影響。從氣候系統(tǒng)的物理量空間和時間變化、從氣候系統(tǒng)物理、化學、生物過程，認識各種時空尺度氣候的形成和演變機理、發(fā)展氣候預測和氣候變化預估的理論和方法。

氣候系統(tǒng)科學的理論基礎是氣象學、大氣物理學、大氣化學、海洋學、生態(tài)學、水文學、地理學、環(huán)境科學等。

氣候系統(tǒng)科學研究的主要內容包括：氣候系統(tǒng)的時空特征，氣候系統(tǒng)各圈層之間的耦合和相互作用，極端氣候事件，氣候監(jiān)測、診斷、重建、模擬、預測和氣候變化預估，人類活動對氣候的影響等。

（四）培養(yǎng)目標

新時期研究生教育必須貫徹黨和國家教育方針，堅持立德樹人的根本任務，堅持質量第一，培養(yǎng)具有家國情懷和德、智、體、美、勞全面發(fā)展的高層次人才。具體為：

1.碩士培養(yǎng)目標：

（1）掌握馬克思主義、毛澤東思想、鄧小平理論的基本原理和習近平新時代中國特色社會思想，堅持四項基本原則，熱愛祖國、遵紀守法、品德優(yōu)良；崇尚科學、堅持真理、學風嚴謹，具有實事求是、不斷追求、勇于創(chuàng)造的科學精神。

（2）掌握本學科堅實的基礎理論和系統(tǒng)的專業(yè)知識，大致了解本學科的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和學科前沿，基本上具備獨立開展科學研究的能力。

（3）較為熟練地掌握一門外國語（一般為英語），能進行聽、說、讀、寫和國際學術交流

（4）有健康的體魄和良好的心理素質，具有深厚的家國情懷和高度的社會責任感，成為德智體美勞全面發(fā)展的建設者和接班人。

2.博士培養(yǎng)目標：

（1）掌握馬克思主義、毛澤東思想、鄧小平理論的基本原理和習近平新時代中國特色社會主義思想，堅持四項基本原則，熱愛祖國、遵紀守法，品德優(yōu)良；崇尚科學、堅持真理、學風嚴謹，具有實事求是、不斷追求、勇于創(chuàng)造的科學精神。

（2）掌握本學科堅實寬廣的基礎理論和系統(tǒng)深入的專門知識，熟知本學科的現(xiàn)狀、發(fā)展方向和國際前沿，具有獨立從事高水平科學研究工作的能力，在科學研究或技術上做出創(chuàng)新性的成果。

（3）至少熟練掌握一門外國語（一般為英語），能熟悉地閱讀本專業(yè)外文資料，能用外語撰寫學術論文，并具有良好的聽、說、讀、寫和國際學術交流能力。

（4）有健康的體魄和良好的心理素質，具有深厚的家國情懷和高度的社會責任感、成為德智體美勞全面發(fā)展的建設者和接班人。

（五）相關學科

數(shù)學、物理學、力學、化學、計算機科學與技術、信息與通信工程、地理學、生態(tài)學、海洋科學、環(huán)境科學與工程、地質學等。

碩士學位基本要求

（一）獲得碩士學位應掌握的基本知識

碩士生應通過本專業(yè)相關領域課程的學習和科學研究，掌握大氣科學的基礎理論、技術和方法，了解所研究領域的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和最新動態(tài)，具有扎實的數(shù)理基礎，掌握數(shù)值計算的基本技能；同時，要對相應的觀測資料和有關繪圖軟件有充分的了解，并在導師的指導下能夠開展與本學科有關的研究工作或技術工作。

（二）獲得碩士學位應具備的基本素質

1.學術素養(yǎng)

應熟悉本學科的基本理論和主攻方向的最新進展，掌握相關學科，尤其是與自己主攻方向聯(lián)系密切的學科基本知識并得到一定程度的科研訓練，能初步解決科學或技術問題。此外，應有一定的資料分析、理論應用等學術素養(yǎng)，應具有家國情懷、社會責任感、良好的團隊精神，尊重他人的學術思想和研究成果，具有創(chuàng)新意識，崇尚實事求是的科學精神。

2.學術道德

嚴格遵守國家的法律法規(guī)及相關規(guī)章制度，遵守共同的學術道德規(guī)范和國家有關保密法律和規(guī)章制度，不侵犯他人知識產權，在成果署名、論著引用、數(shù)據(jù)收集和使用等方面尊重事實、尊重他人的研究成果、尊重他人的學術貢獻，遵守學術規(guī)范，抵制學術腐敗。

（三）獲得碩士學位應具備的基本學術能力

1.獲取知識的能力

能夠通過課程修讀、文獻閱讀和學術交流等方式獲取自己開展學術研究所需的知識和方法。

2.科學研究能力。

能夠對研究領域的成果進行客觀的鑒別，汲取其中精華，能針對某一科學問題設計合理的研究方案、具有大氣科學研究中的觀測資料分析、理論研究、數(shù)值計算和模擬等方面的能力，能對研究過程中遇到的問題進行準確處理和分析并形成結論。此外，還應具備在大氣科學學科各方向之間、大氣科學與其他相關學科之間從事交叉領域研究的基本能力。

3.實踐能力

能夠獨立開展科學研究工作，具有團隊合作精神，能夠與他人合作開展科學研究工作。

4.學術交流能力

應具有良好的學術表達和交流能力，能夠與國內外同行進行口頭和文字上的學術交流，可以在學術會議和期刊上順利表達學術思想，展示研究成果。

5.其他能力

應該熱愛祖國、熱愛科學事業(yè)、擁有健康的心智和正確面對學術研究中挫折和困難的能力。有良好的團隊合作意識和一定的助研、助教的職業(yè)發(fā)展能力。

（四）學位論文基本要求

1.規(guī)范性要求

論文內容應立論正確，數(shù)據(jù)資料真實可靠，研究方案設計合理，數(shù)學推導嚴謹，文字簡練，科學問題闡述清楚，具體內容應包含如下部分：

（1）摘要：為論文內容的簡短陳述，說明研究工作的目的、研究方法、和主要結論。

（2）關鍵詞：從論文中提取出來用以表示論文主題內容信息的主要術語。

（3）引言（或緒論）：對前人工作進行綜合評述，說明研究工作的目的、范圍、研究設想、預期結果和意義等。

（4）正文：論文的核心部分，包括研究方案、方法設計、數(shù)據(jù)資料說明、數(shù)學推導、結果分析等。

（5）結論和討論：對論文的研究內容進行準確、完整的總結，給出主要結果和結論，指出論文研究成果的學術或實際應用價值，并提出研究中尚待解決的問題及相應的建議、設想等。

（6）參考文獻。

（7）致謝。

（8）附錄。

2.質量要求

碩士學位論文應該在了解本研究方向國內外發(fā)展動向的基礎上突出自己對所研究課題的新見解或新成果，并對本學科或實際業(yè)務工作發(fā)展工作具有一定意義，表明作者具有良好的專業(yè)理論基礎和系統(tǒng)的學科知識，具有從事學術研究或擔負專門技術工作的能力。論文內容應立論正確；數(shù)據(jù)資料真實可靠；試驗設計合理；數(shù)學推導嚴謹；科學問題闡述清楚，文字簡練，圖表規(guī)范，引文正確，寫作規(guī)范，結論可信。