课 程 简 介
《大气化学》是大气科学专业基础课和必修课，课程讲授26学时。该课程在大气科学本科人才培养过程中起着奠基作用。它是一门大气科学与化学等学科交叉形成的新学科，具有较强的理论性和逻辑性。从不同层次和角度系统阐明大气中对环境有影响的重要组分在大气中的来源、存在形式，迁移过程中的化学转化、归宿以及对大气质量的影响等内容与知识。通过本门课程的学习使学生了解大气化学在大气科学中和解决大气环境问题上的作用，大气化学研究的内容、特点和发展动向，使学生具备一定的处理实际大气环境问题的思路、方法和技术，为将来从事与本专业有关的环境监测、环境评价、气候变化、大气污染治理与控制等工作打下一定的理论基础。
大气化学是大气科学的一门新兴学科分支，也是现代一门很重要的边缘学科，其研究的最终目的是要认识全球大气的化学特性及其内在的变化规律，并能预测其变化趋势。大气化学的发展和日臻成熟标志着大气科学研究进入了一个新阶段。
在过去50多年里，大气化学研究主要是围绕着一些紧迫的环境问题而在不同的学科领域里进行的。这包括：由于对平流层臭氧减少的担心而对平流层臭氧的系统观测和对臭氧光化学平衡理论的深入探讨以及对人类活动产生的一些化合物的光化学反应的研究；由于空气污染的威胁而对污染化学、城市光化学烟雾、酸雨形成过程等的研究；由于对二氧化碳增加将引起全球气候变暖的担心而对二氧化碳等“温室气体”的变化原因及未来变化趋势的探讨等等。毫无疑问，对这些问题的研究大大丰富了人们的大气化学知识，使人们对地球大气的认识逐步深化，为大气化学的进一步系统综合研究打下了基础。事实上，进入20世纪80年代以后，国际大气科学界就开始酝酿制定全球大气化学研究计划。因为科学家们在总结了过去的大气化学研究成果后得出了一个重要结论：要真正认识人类赖以生存的大气，为子孙后代保持一个良好的生存环境，就必须把整个地球大气以及与之有关的地表生物团和海洋作为一个整体加以研究。这就是说，大气化学研究的对象不仅包括大气中的微观化学过程，还包括全球尺度的大气运动，大气与地表生物团(包括人类自身)和海洋的相互作用以及地球与其他星体和空间的相互作用。这样，大气化学研究就比任何其他学科都更需要最广泛的国际合作和多学科联合研究。
尽管大气化学在过去50年间有了很大的发展，但至今仍然是一门很不成熟的学科，尚未形成系统的理论体系。大气化学的研究内容十分广泛，它研究各种气体成分以及悬浮颗粒物的各种化学组分的形成、演化、迁移、输送和累积的规律与机制以及与此有关的现象和过程。另一方面，大气化学不仅要研究大气，还要研究生物圈和海洋，因为许多重要大气成分都有地表源，包括生物源和非生物源；海洋对它们的转化和累积也起着举足轻重的作用。所以，大气化学是涉及到大气动力学、大气物理学、海洋学、生物学等许多学科的边缘学科。
要使学生在规定时间内掌握一定的大气化学理论知识和处理实际大气环境问题的能力，必须经过系统的学习。基于此，本课程共七章，分别为：第一章，地球大气的组成和演化；第二章，化学动力学和光化学基础；第三章， 平流层的光化学；第四章，对流层大气气相化学；第五章，大气气溶胶；第六章，云和降水化学；第七章，大气化学与全球气候变化。
课 程 目 标
学习大气化学这门课程的目标在于：
•了解大气化学的发展进程：
在过去50多年里，大气化学研究主要是围绕着一些紧迫的环境问题而在不同的学科领域里进行的。这包括：对于平流层臭氧减少的担心而对平流层臭氧的系统观测和对臭氧光化学平衡理论的深入探讨以及对人类活动产生的一些化合物的光化学反应的研究；由于空气污染的威胁而对污染化学、城市光化学烟雾、酸雨形成过程等的研究；由于对二氧化碳增加将引起全球气候变暖的担心而对二氧化碳等“温室气体”的变化原因及未来变化趋势的探讨等等。毫无疑问，对这些问题的研究大大丰富了人们的大气化学知识，使人们对地球大气的认识逐步深入。
•学习大气化学的研究内容：
大气化学是研究自然大气的化学组成，大气中的气体、液体和固体粒子间的相互作用，与地球表面、生物圈的作用，人类活动如何改变大气的物理化学特征，内容十分广泛。具体主要研究与环境问题相联系的大气化学问题：光化学烟雾、全球气候变化、有毒空气污染、酸沉降、平流层臭氧减少和对流层臭氧增加等。
•概述大气化学与相关学科的关系：
大气化学是一门边缘学科。大气化学的基础是化学和物理学。而作为大气科学的分支学科，与大气热力学、大气动力学、大气辐射学、边界层物理、云雨物理学、污染气象学以及天气学和气候学密切相关。它也与海洋学、土壤学、生物学和微生物学等学科相联系。在侧重于大气组分变化的化学反应机理以及大气组分的源、输送、转化和沉降构成的循环同时，我们兼顾引起这些变化的物理、气象、生物等过程的讲解。
•介绍大气化学的研究方法：
大气化学作为一门现代边缘学科而有许多不同于其他学科的特点。它属于大气科学，因而具有大气科学的特征，即不大可能在实验室里进行总体实验，而需要进行现场观测实验和数值模拟实验。它又是化学，因而具有化学的特征，即对许多过程需要进行实验室实验。但是，大气中的化学过程与常规化学过程不同，它所涉及的反应物几乎都是浓度极低的，有着它自身的规律，需要特殊的实验方法；同时大气受太阳辐射的作用，它的化学过程大多数都直接、间接地与光化学反应有关。特别重要的是，大气是超级流体，它使一切从静态实验室实验和现场定点测量所得到的规律的应用受到局限。大气化学的这些特点决定了大气化学研究不能只依赖一种方法，而必须将理论和数学模式研究、实验室实验研究以及现场观测实验研究紧密地结合起来。这三者是相辅相成、相互依赖、相互促进的。
•展望大气化学的发展动向：
大气化学发展至今只有几十年的历史，从这几十年的发展过程可以看出，早期建立起来的一些概念随着研究的拓展和深入逐渐发生了变化，在观念问题上不能墨守成规，需要随着科学的进步而逐步调整。如对于大气污染物的理解，大气污染问题相互耦合问题，随着科学的进步将对它们做不断的调整。
课 程 特 色
1.介绍学科前沿、传授基本知识、提高科学素养
大气化学是一门发展中的新兴学科，因此大气化学的教学内容必须及时更新。在重点讲授基本知识和内容的同时，及时介绍大气化学学科的发展现状，并结合环境保护的国家需求，使学生精通大气化学的基本知识，熟悉大气化学的学科前沿，了解相关学科的知识。
2.注重能力培养
大气化学是一门理论联系实际很强的学科。在过去50多年里，大气化学研究主要是围绕着一些紧迫的环境问题而在不同的学科领域里进行的。经典的大气化学基础理论都是与大气环境中具体问题密切相关的。因此，在讲授过程中，注重培养学生运用大气化学理论知识解释和解决实际问题的能力。另外，在实例讲解中也注重培养学生的逻辑思维能力与分析综合能力。
3.渗透学术前沿
经典的大气化学基础理论是教学的重点，必须让学生把各知识点系统地掌握起来，重点、难点要讲透，引导学生多角度、深层次地理解基本原理，并及时归纳总结；对最具有迁移价值的学科基本原理进行阐述，讲授内容少而精，留有足够的学习时间和思维空间给学生自学研究；而对事实性知识点，则少讲或不讲；讲授内容宽而新，以学科的发展为大背景，了解课程基本原理在大气科学中的定位以及与学科最新发展的联系，及时将国际上该学科研究的一些最新成果融入课堂，以开阔学生的视野，激发他们的求知欲。
4.综合采用多种教学方式
综合利用多种教学方式，着力打造参与式、启发式教学氛围，通过对国内外案例资料的讲解与分析，训练了学生的逻辑思维能力，也进一步深化了学生对大气化学理论的理解程度。同时综合运用网络、多媒体等现代化教学手段加强与学生的互动，努力提高教学质量。
教学进度安排
各章 课时
第一章 地球大气的组成和演化 3
第二章 化学动力学和光化学基础 5
第三章 平流层的光化学 4
第四章 对流层大气气相化学 4
第五章 大气气溶胶 4
第六章 云和降水化学 3
第七章 大气化学与全球气候变化 3
合计 26
教 材 推 荐
大气环境化学(第二版)
ISBN:7040193612
作者:唐孝炎等
出版社:高等教育出版社
定价:：￥59.00
出版日期:2006-05
图书简介:《大气环境化学》（第2版）是“十五”国家级规划教材。该教材第1版在国内第一次确立了大气环境化学的学科体系，具有基础理论扎实、框架体系合理、文字深入浅出的特色，而且系统地阐述了大气环境化学国际国内的最新进展，是迄今的一部关于大气环境化学的权威专业教材，并先后获得教育部、国家环保局优秀教材一等奖。由于大气环境化学的研究取得了突飞猛进的发展，因此《大气环境化学》（第2版）在保持原书特色的基础上，补充了“大气化学反应动力学基础”和“气候变化”两章的内容，将原来的“大气放射性污染”扩充变更为“室内空气污染，并注重体现国内外的学科前沿进展，特别是介绍中国大气环境问题的特征和研究成果。本书为高等学校环境类专业教材，也可供相关专业人员参考。
大气化学基础
ISBN：75029362/P402
作 者:秦瑜，赵春生编著
出版社：气象出版社
定价：￥20.00
出版日期：2003-8-1
图书简介：《大气化学基础》是全国普通高等教育“九五”国家级重点教材。全书共分八章，即地球大气的组成和演化，化学动力和光化学基础，平流层的光化学，对流层的光化学，大气气溶胶，云和降水化学，对流大气中化学成分的循环、输送和清除过程，大气化学与全球变化。本书是针对有大气科学背景的本科学生编写的教材，认为读者已具有大气物理学基础知识。由于本书的读者对象大多未曾学习过大学化学课程，在本书的第二章和其他相应章节编入了化学基础知识。本书是为高等院校大气科学系硕士生编写的专业课教材，也可供相关专业的本科生、硕士生和博士生以及从事大气科学和大气环境工作的人员学习和参考。
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