本文主角：大氣科學

講述人：氣象學小熊

適合人群：對自然科學和自然現(xiàn)象抱有興趣，并且比較擅長數(shù)學、物理等科目的同學

在電影《天氣之子》里，作為“晴女”的女主角陽菜雙手合十，穿過鳥居，虔誠地向上天祈禱，就可以隨時隨地獲得一片晴空。然而，這片天空有著比想象中更加復雜的奧秘，濫用能力的陽菜遭到了上天的懲罰，天氣因為隨意改動而逐漸失控，超強冷渦降臨在了盛夏的東京，史無前例地帶來了降雪；持續(xù)三年的大雨將東京灣逐漸淹沒……

這部電影或許很多同學都有看過，其中扣人心弦的劇情和引人深思的背后意義讓更多人對“天氣”“氣象”充滿好奇：天氣是否真的可以人為改變？電影里出現(xiàn)的極端天氣是否真的會發(fā)生？氣候變化對我們的日常生活又有怎樣的影響？

其實，真實世界里的“天氣之子”離我們并不遠。收看新聞聯(lián)播后的天氣預報曾經(jīng)是不少家庭的傳統(tǒng)項目，如今人們外出爬山、打球、燒烤前免不了打開天氣軟件確認一下會不會下雨，而提供著這些服務的“天氣之子”就是本文主角——大氣科學專業(yè)學子。

什么是大氣科學？

大氣科學這個專業(yè)對于大多數(shù)人而言可能比較陌生，即使是聽說過的人也容易對這個專業(yè)產(chǎn)生誤解，很多人甚至以為它和地理是一回事。當初，我回高中母校宣講的時候，老師還問我：“理科生能報這個專業(yè)嗎？”

作為一名大氣科學專業(yè)學子，我理解的大氣科學是以數(shù)學、物理方法和模型以及計算機數(shù)值模擬為手段，以最終盡可能精確預測天氣和氣候為目的的一門自然科學。雖然開設大氣科學專業(yè)的院校不多，就讀于這個專業(yè)的學生也不多，但是以大氣科學為基礎的氣象卻是國家的基礎保障行業(yè)。我的天氣學原理老師曾經(jīng)說過：氣象就是一把鹽，看似好像沒什么用，但社會上的每一個行業(yè)都離不開最基本的天氣預報。小到一場毛毛細雨，大到席卷全國的寒潮天氣、東南沿海的臺風災害，無一不對民眾生活、社會經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)、航空運輸?shù)阮I域產(chǎn)生巨大的影響。

我在這里順便科普一下大氣科學與氣象學之間的關系：大氣科學是研究大氣的科學，而氣象學是關于天氣現(xiàn)象及其變化規(guī)律的一門學科。大氣科學有許多分支，比如氣候學、大氣物理學、大氣環(huán)境化學等。由于氣象學是大氣科學的主體，許多時候人們用更通俗易懂的“氣象學”來代指“大氣科學”。

上知天文，下知地理？

讓許多人說出一個歷史上有名的氣象學家的故事，估計除諸葛亮借東風火燒赤壁之外很難再舉第二例。那么，成為一個真正的氣象學家，是否需要像諸葛亮一樣上知天文下知地理？大氣科學專業(yè)又有哪些專業(yè)課？

以我本科所就讀的南京信息工程大學為例，和其他理工科專業(yè)學子一樣，我們在大一大二時主要學習高等數(shù)學、線性代數(shù)等數(shù)學課程和普通物理、流體力學等物理課程。不過，從大二開始，我們會逐漸接觸一些專業(yè)核心課程，比如天氣學原理和中國天氣。在這兩門課程中，我們能了解到經(jīng)典的氣象模型，如鋒面、氣旋；學會利用經(jīng)典理論模型去定性分析天氣，做出最簡單的天氣圖預報；能了解到我國最主要的天氣過程，如江淮梅雨、冬季的寒潮等。

大二下學期到大三這期間的專業(yè)課程則讓我們感受到了大氣科學的硬核所在，比如動力氣象學這門課程以數(shù)學公式為語言，從牛頓第二定律出發(fā)，一步一步構建描述大氣運動的各種方程組，無論是天氣圖上彎彎曲曲的Rossby波，還是會帶來狂風暴雨的臺風，我們都可以在這門課里找到這些系統(tǒng)遵循的原理。這些由嚴謹?shù)臄?shù)學、物理方程定量描述的理論不僅使得大氣科學在地球科學中獨領風騷，也使得人類自古以來夢寐以求的預測天氣成為可能。

大三之后的課程則與個人的專業(yè)方向和興趣有關，有志于深入研究大氣動力學理論的同學會繼續(xù)學習高等動力氣象等課程；喜歡氣候的同學可能會進一步了解海洋對于全球氣候的影響，補充學習物理海洋學方面的知識；對大氣污染感興趣的同學會選修大氣化學和污染氣象學等課程。

當然，除了上面提到的課程，編程也是大氣科學學子本科期間繞不開的一座大山。畢竟現(xiàn)代的天氣預報和大氣科學理論研究是建立在數(shù)值模式的基礎之上的，沒有編程技能只能紙上談兵。我們所在的學院會在不同學期安排C語言等計算機課程，為了應對未來的工作和研究，自己可能還需要自學Python等編程工具。

總的來說，大氣科學專業(yè)的課程既有趣，又時常讓人覺得頭禿。背后有埋頭苦推方程的艱辛，也有書背不完的煩惱。但在認真“修煉”四年后，你會發(fā)現(xiàn)自己“無所不能”，既有著不錯的數(shù)理基礎，又可以使用計算機解決實際問題。等到那一天，再來回顧本文開頭提到的幾個問題，相信大家會有自己的思考和答案。

腳踏實地，仰望天空

理學的專業(yè)性質決定了這是一個需要深造的學科，正因如此，絕大部分大氣科學學子在完成本科學業(yè)后會繼續(xù)讀研。以南京信息工程大學大氣科學學院為例，近年來其學生讀研深造率均超過百分之五十，畢業(yè)生去處除了各大高校，還包括許多研究所，如中國科學院大氣物理研究所。我目前正于自然資源部第二海洋研究所攻讀碩士研究生，期望能為臺風的發(fā)生發(fā)展理論做出貢獻。

目前來看，大氣科學專業(yè)學子的畢業(yè)去向一般是各省市氣象局、海洋局、空管局等機構和航空公司。和我本科同屆的同學中，就有進入廣東某縣氣象局、民航華東空管局和軍隊氣象保障部門的，也有少部分同學轉行到其他行業(yè)。該專業(yè)碩士畢業(yè)生則有機會進入省市級氣象局或中國氣象局的一些下屬研究機構，當然各地區(qū)人才競爭程度不盡相同。近些年來，隨著一些商用氣象公司的崛起，有許多同學選擇去氣象公司做氣象工程師，而一些能源公司（如風電公司、物流公司）也會招一些氣象工程師為自己保駕護航。不管在哪工作，我們的任務一般都是利用所學知識和計算機里的數(shù)值模式，對未來的天氣或者氣候做出自己的判斷。

當然，大家在碩士畢業(yè)后可以繼續(xù)攻讀博士，從事大氣科學科研工作，成為一名真正的“氣象學家”，畢業(yè)后除上述選擇以外，可以到中國氣象局和各大高校、科研院所工作。

學長體驗：

學習大氣科學這個專業(yè)期間，我除了掌握到了專業(yè)知識，更多地學到了一種解決問題的方法。即不管遇到什么問題，我都可以像分析一個氣象問題那樣，先抓住主要矛盾簡化問題，再建立一個清晰的模型或者框架，最后利用自己所學的知識解決它。

客觀來說，大氣科學專業(yè)偏理論，較冷門，不好學，沒快錢賺。選擇專業(yè)時如果以賺錢為目的，那么它的性價比非常低下。但是從另一方面看，大氣科學專業(yè)的對口就業(yè)率高，對口就業(yè)的氣象局一般比較穩(wěn)定，工作環(huán)境也不錯，因此如果你數(shù)學、物理基礎比較好，也比較靜得下來，這個專業(yè)是值得考慮的。