大氣物理學(xué)

大氣物理學(xué)是研究大氣的物理現(xiàn)象、物理過程及其演變規(guī)律的大氣科學(xué)的分支學(xué)科。它主要研究大氣中的聲象，光象、電象、輻射過程、云和降水物理、近地面層大氣物理、平流層和中層大氣物理等。它既是大氣科學(xué)的基礎(chǔ)理論部分，又是環(huán)境科學(xué)的一個部分。

　　人們對大氣中的許多物理現(xiàn)象，如虹、暈、華、雷、閃電等早巳注意，并進(jìn)行過研究，但內(nèi)容分散在物理、化學(xué)、天文、無線電等學(xué)科之中，把它們納入大氣物理學(xué)一個學(xué)科，則是近三、四十年中的事情。

　　20世紀(jì)40年代以來，隨著人類在大氣中活動范圍的迅速擴(kuò)展，大氣物理學(xué)的研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。如為了改進(jìn)大氣中的電波通信、光波通信、提高導(dǎo)彈制導(dǎo)水平，就需要了解它們所賴以傳播的大氣介質(zhì)及相互作用，因此就要研究大氣的聲、光、電和無線電氣象；又如，為避免晴空湍流引起飛機(jī)墮毀的事故，就要研究大氣湍流。

　　由于工業(yè)生產(chǎn)排入大氣中的大量氣溶膠和污染物通過擴(kuò)散造成大氣污染，有些通過沉降或降水形成酸雨等，又被送到地面，導(dǎo)致土地河流污染、造成對植物和人類的嚴(yán)重影響。既要發(fā)展生產(chǎn)，又必須使大氣不超過其對污染物質(zhì)的稀釋能力，這就要詳細(xì)研究大氣邊界層的物理特性。

　　生產(chǎn)活動和人類的其他活動，影響著自然環(huán)境。如大氣中二氧化碳含量逐年增加，影響著大氣輻射程和氣候變化規(guī)律。這些又影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，特別是糧食生產(chǎn)。糧食問題導(dǎo)致對氣候變化的關(guān)注，進(jìn)而促進(jìn)了對大氣輻射問題的研究。

　　工農(nóng)業(yè)用水逐年增加，就必須充分利用大氣中豐富的水分，這就要開發(fā)大氣中的水資源；此外，為避免或減輕天氣災(zāi)害，又推動著人工影響天氣試驗(yàn)研究的廣泛開展，從而促進(jìn)了云和降水物理學(xué)的研究。

　　20世紀(jì)60年代以來，遙感技術(shù)飛速地發(fā)展起來，輻射傳輸是遙感的基礎(chǔ)，由此推動著大氣輻射學(xué)的研究；人造衛(wèi)星、電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，新技術(shù)(如激光、雷達(dá)、微波)的應(yīng)用，給大氣物理研究提供了有力的探測工具，獲得了更多的探測資料，從而大大加速大氣物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程。

　　大氣物理學(xué)主要包括大氣邊界層物理學(xué)、云和降水物理學(xué)、雷達(dá)氣象學(xué)、無線電氣象學(xué)、大氣聲學(xué)、大氣光學(xué)和大氣輻射學(xué)、大氣電學(xué)、平流層和中層大氣物理學(xué)。它們都各有自己的特點(diǎn)：

　　大氣聲學(xué)、大氣光學(xué)，大氣電學(xué)和無線電氣象學(xué)，是研究大氣中聲、光、電的現(xiàn)象和聲波、電磁波在大氣中傳播的特性；雷達(dá)氣象學(xué)研究用氣象雷達(dá)探測大氣的原理和方法，及其在天氣分析預(yù)報(bào)、云和降水物理中的應(yīng)用；大氣輻射學(xué)研究輻射在地球大氣系統(tǒng)內(nèi)的傳輸轉(zhuǎn)換過程和輻射平衡；云和降水物理學(xué)研究云和降水的形成、發(fā)展和消散的過程；大氣邊界層物理研究受地面影響較大的大氣低層的溫度、濕度、風(fēng)等要素的水平和鉛直分布，大氣湍流和擴(kuò)散，水汽和熱量傳輸?shù)�；平流層和中層大氣物理學(xué)研究對流層頂(10公里左右)到80～90公里大氣層中發(fā)生的物理過程。大氣過程常是多因素綜合作用的結(jié)果，故大氣物理諸方面常常相互聯(lián)系，如大氣電學(xué)同云和降水物理學(xué)都研究雷暴。既各有側(cè)重，又緊密相關(guān)。

　　大氣物理學(xué)和大氣科學(xué)其他分支有緊密的聯(lián)系，如大氣物理過程受到天氣背景的制約，同時大氣物理研究和探測的結(jié)果，又廣泛用于天氣分析和預(yù)報(bào)，所以它和天氣學(xué)關(guān)系密切；云動力學(xué)是大氣物理學(xué)和大氣動力學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物；大氣物理學(xué)的許多內(nèi)容涉及對氣候變化的研究；大氣物理學(xué)是大氣探測和應(yīng)用氣象學(xué)的基礎(chǔ)，而這兩個學(xué)科的發(fā)展，又豐富了大氣物理學(xué)的內(nèi)容。例如大氣物理為氣象雷達(dá)觀測提供原理依據(jù)，而雷達(dá)的氣象信息則為研究大氣物理過程提供了豐富的資料。

　　科學(xué)技術(shù)的許多新成就，推動大氣物理學(xué)向前發(fā)展，又不斷向大氣物理學(xué)提出新的要求，人類在大氣中活動頻繁，有意和無意地影響大氣，使大氣狀態(tài)變得更加復(fù)雜。如何進(jìn)一步認(rèn)識大氣的精細(xì)結(jié)構(gòu)，深入了解大氣三維空間的演變，有效地利用、妥善地保護(hù)和不斷地改造大氣，是大氣物理學(xué)長期的重大任務(wù)。