大气科学

大气科学是研究地球大气层及其内部各种物理过程的学科。 气象学包括大气化学和大气物理学，主要侧重于天气预报。 气候学是对大气变化（长期和短期）的研究，这些变化定义了平均气候及其由于自然和人为气候变化而随时间发生的变化。 大气学是对大气上层的研究，其中离解和电离很重要。 xxx气科学已扩展到行星科学领域和对太阳系行星和天然卫星大气层的研究。

大气科学中使用的实验仪器包括卫星、火箭探空仪、无线电探空仪、气象气球、雷达和激光器。

大气学一词（源自希腊语 ἀήρ，aēr，空气；和 -λογία，-logia）有时用作研究地球大气层的替代术语； 在其他定义中，气象学仅限于自由大气，即行星边界层以上的区域。

大气化学是大气科学的一个分支，研究地球大气层和其他行星大气层的化学性质。 它是一个多学科研究领域，涉及环境化学、物理学、气象学、计算机建模、海洋学、地质学和火山学等学科。 研究与气候学等其他研究领域的联系越来越紧密。

大气的成分和化学成分很重要，原因有几个，但主要是因为大气与生物体之间的相互作用。 人类活动改变了地球大气层的成分，其中一些变化对人类健康、农作物和生态系统有害。 大气化学已经解决的问题的例子包括酸雨、光化学烟雾和全球变暖。 大气化学试图了解这些问题的原因，并通过对它们的理论理解，测试可能的解决方案并评估政府政策变化的影响。

大气动力学是对具有气象重要性的运动系统的研究，综合了多个地点和时间的观测和理论。 研究的共同主题包括各种现象，例如雷暴、龙卷风、重力波、热带气旋、温带气旋、急流和全球范围的环流。 动力学研究的目标是根据物理学的基本原理解释观察到的环流。 此类研究的目标包括改进天气预报、开发预测季节性和年际气候波动的方法，以及了解人为扰动（例如二氧化碳浓度增加或臭氧层消耗）对全球气候的影响。

大气物理学是物理学在大气研究中的应用。 大气物理学家试图使用流体流动方程、化学模型、辐射平衡以及大气和底层海洋和陆地中的能量转移过程来模拟地球大气和其他行星的大气。 为了模拟天气系统，大气物理学家采用了散射理论、波传播模型、云物理学、统计力学和空间统计学的要素，每一个都结合了高水平的数学和物理学。 大气物理学与气象学和气候学有着密切的联系，还包括研究大气的仪器的设计和构造以及它们提供的数据的解释，包括遥感仪器。

在英国，大气研究得到气象局的支持。 美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 的各个部门负责监督涉及大气物理学的研究项目和天气建模。 美国国家天文学和电离层中心也对高层大气进行研究。

地球磁场和太阳风与大气相互作用，形成电离层、范艾伦辐射带、大地电流和辐射能。

与研究持续数周的短期天气系统的气象学相反，气候学研究这些系统的频率和趋势。 它研究了数年至数千年天气事件的周期性，以及与大气条件相关的长期平均天气模式的变化。 从事气候学研究的气候学家既研究当地、区域或全球气候的性质，也研究导致气候变化的自然或人为因素。