天气、气候是人类赖以生存的自然环境和自然资源的一个重要组成部分，无论世界政治、经济、社会、文化发展到什么程度，人类都不能够脱离地球大气。天气、气候与我们的空气质量息息相关。空气质量预报是保护人民群众健康、动员公众参与环境保护的有效措施。

中国科学院大气物理研究所联合中国环境监测总站等单位主持完成的“嵌套网格空气质量预报模式（NAQPMS）自主研制与应用”荣获2017年度国家科技进步奖二等奖。

大气边界层，包含人类99%活动范围

“可以说，人类99%的活动都是在大气边界层开展的，因此大气边界层一直是国内外大气科学的前沿研究领域之一”，大气边界层物理和大气化学国家重点实验室主任王自发介绍。

大气边界层是指离地球表面约1~2千米高度的低层大气。它是地圈、水圈、冰雪圈、生物圈与大气圈间物质、能量交换的界面和关键区域，对气候和环境的变化有极为重要的影响。人类的日常活动、工农业生产以及普通军事活动均集中在该层，工程活动如航空航天、高层建筑设计、风能和太阳能利用等也与大气边界层密切相关。

将“仰望天空”做到极致

自1991年经中国科学院批准正式成立并对外开放以来，大气边界层物理和大气化学国家重点实验室便面向国际学科前沿和国家重大需求，坚持观测实验、理论分析和数值模拟相结合，引领我国大气边界层物理和大气化学学科发展与交叉，并专注于开展低层大气中物理和化学过程基础研究。

近年来备受瞩目的温室气体排放、大气灰霾等，其实都发生在大气边界层中，这也让大气边界层物理和大气化学国家重点实验室的研究变得越来越“接地气”。

在基础研究方面，实验室主要从事大气边界层物理和大气化学这两个学科的交叉研究；在满足国家重大需求方面，主要研究重点天气灾害的触发、生态环境问题、城市化对气候变化的影响等等。大气边界层物理是研究在大气边界层中所发生的物理现象的学科，是大气科学的一个重要分支。边界层的大气，既受气压梯度力、科里奥利力的湍流粘性力的作用，又受地面摩擦作用和由辐射引起的温度分布不均匀性的影响，运动非常复杂。

大气化学是研究大气组成和化学过程的学科，是大气科学的另一个重要分支，涉及气象、数学、物理、化学、生态、计算机等诸多学科。研究对象包括大气微量气体、气溶胶、大气放射性物质和降水等；研究空间范围涵盖对流层和平流层，水平尺度从城市、区域到全球；研究时间尺度从几天到几年，以至几十年；研究手段包括现场观测、实验室模拟和数值模拟等。

经过多年的业务化实践，“空气质量多模式集合预报业务系统”逐步推广开来，被广泛采用，成为国家环境质量预报预警中心、七大区域中心、20多个省级中心和50多个市中心的核心预报工具，支撑建立了国家、区域、省、城市空气质量预报预警业务化体系，为空气质量保障、提供了核心支撑。

把关专家：中国科学院大气物理研究所研究院 李杰

中国科协科普部

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来源: 科普中国-重大科技成果解读

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