地球大气是一个极度复杂的流体。大气中的水在气态、液态、固态之间不断转换，在不同地方成云致雨，形成干旱和湿润的气候区。大气里还有上万种其他化学物质，有的能吸收阳光或红外线使地球表面变热，有的能反射阳光使地球表面变冷。

大气科学研究两大手段

　　面对大气这样复杂的系统，我们如何研究它呢？大气科学研究人员有两大手段：观测和数值模式。我们研制各种各样的仪器设备，装置在地面，或搭载在气球、飞机、人造卫星上，测量大气的物理化学性质及其变化。科研人员们分析观测数据，总结大气现象，并对形成这些现象的过程提出假说。可是，大部分情况下我们不能对大气做控制和对照实验，那么如何验证这些假说呢？这就需要大气数值模式了。简单地说，数值模式总结了我们目前对大气物理化学过程全部的认识，并以数学形式写下来，成为一个近似于真实大气的“模型”。我们可以用这个模型做各种“实驗”来检验假说。
　　例如，我们提出一个假说：人为活动排放的二氧化碳是造成全球温度上升的主因。研究人员用大气数值模式做一个控制实验，其中大气化学成分全部来自自然界;另外再做一个对照实验，其中大气加入人为活动排放的二氧化碳。比对两个数值模式的结果，就能检验人为活动排放的二氧化碳是否造成全球变暖。当然，数值模式的结果必须和观测相符。如果模式结果不符合观测，代表这个“模型”还不够好，与真实大气还有差异，那么就需要进一步研究大气物理化学过程，改进数值模式。

计划赶不上变化

　　在大家的想象中，做科学研究是不是一件特别井然有序、一切按规划进行的工作？实际上，做任何科学研究，都要做好应付突发状况的准备。特别是在野外做实验，总会有各种出乎预料的情况发生，考验着科研人员的危机应变能力。
　　2015年春季，我们准备在福建省平潭县和金门县，同步测量大气颗粒物、雾和灰霾的物理化学性质。有一天仪器突然测量到了特别高的颗粒物浓度，但没检查出仪器有任何问题。我们才发现当天是农历初一，平潭当地民众有焚香拜神的习惯，产生的烟被仪器侦测到了。
　　按照原定观测计划，我们的研究重点是福建沿海4月份频繁发生的大雾事件。可是那年4月，我们却苦苦等不来雾。距离预计实验结束只剩下9天了，这天晚上，平潭发生剧烈的雷暴天气，大风把观测舱的顶部吹掀了一个角，雨水乘隙而入。大家不得不冒着暴雨把精贵的仪器拆下来搬到安全的地方，并且提早结束了实验。
　　我们原本计划第二年春天再到平潭观测。没想到的是，当年夏天的一场强烈台风，把固定在屋顶的观测舱，整个刮进了海里。我们损失了整个观测平台的固定设备……由于研究经费有限，我们没办法重新建设观测舱，不得不修改后续的研究计划，从已经得到的观测数据中挖掘有用的信息。
　　所以，做科研不仅需要扎实的知识和技术，可能更重要的是灵活的思考和变通能力呢。
　　（责任编辑/刘京