大气物理学

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  大气物理学汉语拼音:Daqi Wulixue;英语:Atmospheric Physics),研究大气中各种物理现象和过程及其演变规律的学科大气科学的一个分支。主要研究大气中的声学光学电学和辐射过程、云和降水物理、大气边界层物理、平流层中间层大气物理,既是大气科学基础理论的一部分,又和许多边缘学科,如农业气象学大气环境科学等有密切的关系。

概述

  大气物理学的许多内容,早就受到人们的关注。20世纪20年代,人们开始关注较小尺度大气动力学热力学过程,其中包括大气底层的边界层结构的研究,因而形成大气湍流和大气边界层的研究方向。40年代大气中污染物的扩散受到关注,开始形成污染气象学的研究方向。由于工农业对人工降水的需求,并对云的微观和宏观有了较深入的了解,因而逐渐形成对云雾物理学的系统研究。有关大气中的光学、声学和电学现象的研究,早在气象学物理学无线电学中进行了一些研究,40年代开始的气象雷达观测,60年代气象卫星的发射,对大气光、声、电学,雷达气象学卫星气象学的形成和发展起了极大的推动作用。

内容

  大气物理学主要包括大气边界层物理学云和降水物理学雷达气象学无线电气象学大气声学大气光学大气辐射学大气电学平流层和中间层大气物理学。这些分支各有自己的特点:

  大气声学、大气光学、大气电学和无线电气象学,研究大气中声、光、电的现象和声波、电磁波在大气中传播的特性;

  雷达气象学研究用气象雷达探测大气的原理和方法,及其在天气分析预报、云和降水物理中的应用;

  大气辐射学研究辐射在地球大气系统内的传输转换过程和辐射平衡;

  云和降水物理学研究云和降水的形成、发展和消散的过程;

  大气边界层物理学研究受地面影响较大的大气低层的温度、湿度、风等要素的水平和铅直分布,大气湍流和扩散,水汽和热量传输等;

  平流层和中间层大气物理学研究对流层顶(高度在10千米左右)到80~90千米高度大气层中发生的物理过程。大气过程常是多因素综合作用的结果,故大气物理学诸方面常常相互联系,如大气电学同云和降水物理学都研究雷暴,既各有侧重,又紧密相关。

特点

  大气物理学的研究不仅需要发展有关的理论,还需要系统精确的实验资料予以验证。一般气象台站网的观测内容远不能满足实际和理论工作的要求,因而设计和制造专用的仪器设备,组织精细的观测是很重要的。例如大气湍流的观测需要快速反应的温度、湿度和风的观测仪器,云雾物理的观测则需要使用飞机和特种雷达,气象卫星的星载仪器几乎全都属于大气遥感的设备。另一方面,大气物理过程和原理的研究又为许多观测仪器的研制提供了原理依据。