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'''大气科学'''研究[[大气]]的结构、组成、物理现象、化学反应、运动规律，是[[地球科学]]的一个分支。研究对象主要是[[地球]]以及[[太阳系]]其他行星的[[大气圈]]。大气研究的时空范围很广，空间[[尺度_(天气)|尺度]]从一个城市、区城向全球扩展，研究的时间尺度则从几天到几年，以至几十年不等。研究的对象主要是[[对流层]]和[[平流层]]。研究的手段有[[In situ|现场观测]]、[[遥测]]、和[[数值模拟]]等。

大气动力学涉及观测研究以及关于具有气象学重要性的运动系统的理论 。这些系统包括[[雷暴]]，[[龙卷风]]，[[重力波]]，[[热带气旋]]，[[温带气旋]]，[[急流]]，和全球规模的环流。大气动力学研究的目标是用基本的物理原理解释所观测到的环流。这些研究的目标包括改善[[天气预报]]，发展预报季节和年际气候波动的方法和理解人为扰动（例如，增加二氧化碳浓度或臭氧层耗竭）与全球气候的内在关系。

大气物理学是物理学在大气研究中的应用。大气物理学家们试图通过利用流体流动方程、化学模型、辐射平衡以及大气和深层海洋的能量传输过程，模拟地球和其他行星的大气层。为了模拟天气系统，大气物理学家利用散射理论、波的传播模式、[[云物理]]、统计力学和空间[[统计学]]的原理，而这些原理是高度数学化和物理相关的。大气物理学与[[气象学]]和[[气候学]]都有密切联系，而且涵盖设计和建造用于研究大气的仪器，以及对它们——包括遥感仪器——提供的数据的解释。

在英国，大气研究建基于气象局。美国[[国家海洋和大气管理局]]（NOAA）的各司监督研究项目和涉及大气物理的天气模拟。美国国家天文学和电离层中心还开展高层大气研究。

相对于研究短期[[天气系统]]数周的[[天气学]]而言，气候学则主要研究这些系统发生的频率与趋势。气候学关注从多年直至千年的天气事件的周期性，以及与大气条件相关的长期天气平均模式。气候学家的研究包括：局地或区域或全球自然气候、导致气候变化的自然和人为因素。气候学基本观点是过去的气候状况能够帮助预报未来的[[气候变化]]。

气候学关注的气候现象包括[[大气边界层]]、[[大气环流|环流模式]]、[[热力传输]]（[[热辐射|辐射]]、[[对流]]和[[潜热通量]]）、[[海气相互作用]]和[[地貌]]（特别是[[植被]]，[[土地使用]]和[[地形]]） 、大气化学组成和物理结构。相关学科包括[[天体物理学]]，[[大气物理学]]，[[化学]]，[[生态学]]，[[地质学]]，[[地球物理学]]，[[冰川学]]，[[水文学]]，[[海洋学]]，和[[火山学]]等。