大氣科學：小眾專業有大用

●人物：陶 誠 浙江大學大氣科學專業2016屆畢業生采寫：王佳琦

大氣科學：小眾專業有大用

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人物：陶 誠 浙江大學大氣科學專業2016屆畢業生采寫：王佳琦

一聽到“大氣科學專業”這個名稱，你或許會跟我當初一樣，覺得這大概是個做天氣預報的專業。等到真正進入這個專業學習，才發現最開始的認識只是“冰山一角”，在大氣科學專業，需要學習的東西遠比我們想象的多。

●從天氣預報說開去

天氣預報的背后，是對大氣的觀測及其運動規律的把握。比如，抬頭看到天空中有一片烏云，你會想到什么？大概是“糟了！忘帶傘了，得趕緊找個地方避雨”吧。但是，在大氣科學專業的同學眼中，這就不僅僅是一片暗示天氣狀況的烏云了。我們會習慣性地思考：這片云是怎么形成的？它從哪兒來，又可能移動到哪里去？當地的風力、風向、濕度、地形又是怎樣影響這片云的移動速度的？這其中就涉及對該地區自然環境的評估，還有對大氣運動規律的運用。

沒有科學的觀測方式，就得不到精確的數據；缺乏對大氣運動規律的深入認識，就無法找出符合實際情況的應用模式，有真實的數據也得不出靠譜的預報。我們這個專業，在天氣預報方面，就是在做兩件事：一是觀測，二是建模。如何觀測，選擇怎樣的模型進行數據分析……決定了最終天氣預報的準確性。

因此，“大氣”就成了我們研究的中心，凡是與大氣有關的，都是我們關注的內容。而氣流的形成與運動，與一個地區的地勢地貌、植被狀況、河流分布等，都有著密切的關系，所以我們的視角不會只停留在大氣層，而是落到了整個地球系統。

●我們更關心人類的生存發展

不過，我們關注的可不止于自然環境，還有這其中最重要的生物——人類。大氣科學不僅僅是一門研究“大氣”的學科，更是一門關乎人類生存發展的學科。我們掌握的大氣運動規律，都是為了指導人們的生產生活。

比如，周末的天氣是不是適合出游？機場是否具備起飛的條件？這些地方都需要大氣工作者為人們的生活提供便利。

人們的生產活動，也離不開對氣象的觀測。例如，農耕時節雨季會持續多久，農業生產部門又該做怎么樣的應對？其中就需要氣象部門提供資訊，指導農民安排農業生產。在新能源領域，也有我們大氣科學的用武之地，像一些能源公司開發風能、太陽能，也得對大氣環境進行評估與測算。

從更長遠的角度來說，大氣科學的研究關注點還有人類在地球上的生存問題。很多相關的研究所早已成立，里面有許多大氣科學專業的學者在孜孜不倦地進行研究。比如中科院的氣候變化研究中心，有一個“亞澳季風系統及氣候變化對水資源變異規律研究”項目，就是為了應對全球性的水資源匱乏問題而成立的專題項目。通過對亞澳地區季風系統及氣候變化的考察分析，來預測相關地區可能出現的水資源變異情況，為解決水資源匱乏這一問題的決策部門提供理論支持。

通俗地講，我們這個專業研究的中心就是大氣，研究的范圍是整個地球系統，而研究的落腳點則是人類的生產、生活與生存。在大氣科學的領域內，自然環境與人類命運就是這樣緊密聯系在一起的。

●充滿交互性的多元學習

我們專業的曹龍教授曾經說過：“大氣科學最吸引我的地方是這個學科的交叉性。”在專業知識的學習過程中，大家都深深地感受到了曹教授所說的“交叉性”。因為學習跟氣象、氣候有關的專業知識，了解這些內容背后的原理，必然會涉及數學、物理、計算機等專業的學科內容。

學好了物理，才能明白大氣運動的規律和模式，從而對氣象、氣候問題進行觀測、分析。比如，一團暖氣流為什么會出現在城市上空，一個小時以后它會運動到哪里去，這些都是可以通過力學規律預測出來的。

對物理原理的應用學習，又離不開數學這個基礎學科。很多復雜的力學公式，都需要反復多次代入數值進行計算，這就十分考驗你的數學能力了。一些觀測數據的處理，也要依托數學建模進行分析，恰當的數值模式可以大大提高效率。所以，進入這個專業的時候，學長就提醒我們要打好數學基礎。

計算機也是我們必不可少的工具。為了簡化數據計算的過程，我們會用Fortran語言把一些測算公式編成小程序，通過運行程序達到數據計算的目的。這給我們的統計工作帶來了極大的便利。但要學好它真的很不容易，我常常和室友一起，在寢室里沒日沒夜地練習使用Fortran語言，有幸體驗了一把“碼農”的艱辛生活。

有時，為了讓我們熟悉天氣圖的形成原理，老師也會給我們一組數據，讓我們手繪天氣圖。這個時候，我們又像是藝術系的學生，所有人拿著一大堆彩筆，伏在桌子上畫畫。唯一不同的是，我們需要比較一串串的氣象數據，有時候是降水量，有時候是氣溫，要找出其中的等值線，并把它們畫出來，作為后期預報天氣的依據。

●“逃離”實驗室：有趣的戶外實踐活動

比起朝九晚五泡在實驗室的其他理工科專業的同學，我們這個專業的學生其實“幸福”多了，因為我們經常有機會去戶外實地測量，擁抱藍天白云，親近大自然。

大氣探測學、天氣學等實踐類課程特別受歡迎，因為上課時我們會到教學樓屋頂觀測云量、云狀與能見度，或是到校園里的小型氣象觀測站記錄溫度、降水量、風力……大三暑假，我們還會赴各地氣象局實習。

那是2015年，13號臺風“蘇迪羅”即將登陸我國東南沿海。現在對臺風移動路徑的計算機評估模型已經相對成熟，把衛星探測返還的數據放入現有的預報程序，就能得出一個大致的移動路徑。但臺風具體的移動方向還需要氣象工作者根據實際經驗進行微調，以提高準確性。

由于“蘇迪羅”登陸的具體地點難以確定，我們就要根據衛星探測到的實時數據進行人工判斷，每隔15分鐘就得發布一次臺風路徑預報。同時，要聯系政府部門進行臺風預警播報，以便相關部門最大限度地做好應對準備，減輕臺風帶來的危害。

整個過程特別考驗專業基本功。因為你的判斷決定了臺風走向預報，影響著防災抗災工作。當時我感覺自己仿佛是在與時間賽跑，有可能你還未作出明確的判斷，臺風就朝著另一個方向去了。這是我第一次從真正意義上感受到了這個專業的重要性與價值，也讓我意識到了自己在實踐能力方面的不足。比起專業人員，我們的應對能力還是顯得比較稚嫩，分析思維也不夠成熟。

每一個學習大氣科學專業的人，不僅要成為一名嚴謹理性的科學人，更得是一個有責任有擔當的社會人。一方面，你得具備科學研究者基本的縝密思維；另一方面，你又得保持對社會相關問題的敏感度，對解決現實問題保持持久的熱忱。只有這樣，才能深入專精、學以致用。

●作為“大氣人”的未來

經常有人會問：“大氣科學專業的學生以后畢業了是不是會去氣象局工作啊？”

氣象業務部門的確是我們這個專業的同學結束四年學習之后的主要選擇，包括民航氣象臺、軍隊氣象臺等，在這些部門我們能夠更好地發揮所學。此外，研究機構、高校、海洋、水利、農業、環境等行業也會需要大氣科學專業學生。

相當一部分同學畢業后選擇繼續攻讀碩士或博士學位，或出國留學。因為本科四年的學習只能讓你在這個專業領域中掌握基本的入門知識，而更深入、更前沿的東西都在研究生階段才會接觸。

大氣科學是一個小眾的專業，每年報考的人可能并不多，研究的內容也不熱門；但它又是充滿活力與生命力的，研究的視角一直走在時代前沿，是一個面向當下、面向未來的專業。如果你有志于大氣研究或環境保護工作，那么這個專業還是挺適合你的。

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