近代動力氣象學起源於北歐，在20世紀20年代，提出了鋒面氣旋學說，形成了以皮耶克尼斯為代表的挪威學派。相應地在蘇聯，也有以柯欽為首的一系列工作。到30年代，由於無線電探空儀的使用，對高空的大氣運動形式有了新的認識，發現了中緯度高空的大氣環流在具有自西向東的繞極運動（指北半球）之上，疊加有波長達數千公里的波動。這些波動除有自身的結構和運動規律外，還與低空的鋒面氣旋存在內在的聯繫。對於這種波動現象，瑞典氣象學家C羅斯比首先在理論上指出，這是由於科裡奧利參數 φ隨緯度變化造成的，從而提出了長波（行星波）理論（見大氣波動、大氣動力方程）。這是動力氣象學歷史上的一個重大發展，並由此引出一系列研究，從而形成了以羅斯比為首的芝加哥學派。除行星波外，芝加哥學派的主要貢獻有：提出了大氣運動的地轉適應（羅斯比，見大氣地轉適應），行星波的能量頻散（羅斯比，1945，葉篤正，1949）；西風帶急流的形成理論及其在大氣環流中的重要作用（帕爾門，1951，羅斯比，1947）；行星波的正壓和斜壓不穩定性（J.G.查尼，1947，郭曉嵐，1949，見大氣動力不穩定性）。芝加哥學派對動力氣象學的貢獻為數值天氣預報的發展奠定了理論基礎。

50年代以來，在中小系統動力學(。.古特曼)、熱帶波動（松野太郎）、大氣環流和氣候形成的數值模擬（N.A.菲利普斯，J.斯馬古林斯基）等方面取得了新的成就。至60年代，短、中期數值預報已成為業務預報的一種主要方法。

中國在開展動力氣象學研究方面的創始人是趙九章，他曾經早在20世紀 30年代就提出了信風形成的熱力學理論(1935)，並最早提出了行星波斜壓不穩定性的概念(1946)。中國在發展動力氣象學方面的其他主要成就有：

大氣環流。研究了青藏高原和它的熱源對大氣環流形成的動力和熱力作用（葉篤正、顧震潮、朱抱真、巢紀平，1957），東亞及其鄰近地區大氣環流的冬、夏平均結構及其季節變化過程（葉篤正、陶詩言、顧震潮，1957～1958），平均狀態大氣環流的形成和維持機制等（葉篤正，1950）。

地轉適應過程。發展了適應過程的尺度理論（葉篤正，1957；曾慶存，1963;陳秋士，1963），並進而把這一概念發展到旋轉適應過程(曾慶存，1979)和中、小尺度運動中風場和氣壓場的適應（葉篤正、李麥村，1964）。濕斜壓大氣的天氣動力學。提出了濕斜壓大氣的概念和理論（謝義炳，1978）。

中小尺度系統動力學。首先建立了適用於中小尺度系統的動力學方程組（巢紀平，1962），並由此研究了積雲對流（巢紀平、周曉平，1964），還提出了過山氣流出現氣壓跳躍的臨界條件(巢紀平等，1964)。

數值天氣預報。最早提出半隱式差分格式（曾慶存，1961），還提出了以能量守恆格式解決計算的非線性不穩定性(曾慶存，1981)和在數值天氣預報中運用歷史資料的方法(顧震潮，1957；丑紀范，1974)，在長期數值天氣預報方面，提出了氣候距平場的預報方案（巢紀平，1977～1982）。

　

       在動力氣象學中，常要考慮大氣中的熱源和各種形式能量的轉換問題。大氣運動的根本能量來自太陽輻射能，大氣和地球表面吸收太陽輻射能後，轉化成大氣的重力勢能和內能，或稱全勢能。像通常的熱機一樣，其中的一部分可以轉換成大氣運動的動能，這部分可以轉換的全勢能稱為有效勢能。據估計，在重力場中，能夠轉換的那部分勢能僅佔全勢能的0.5%左右，也就是說，大氣是一部效率很低的熱機，所以大氣運動的水平速度是不大的。

如果研究的是大尺度的大氣運動，則需要引進一個與地球自轉有關的科裡奧利力，在這個力的作用下，使一般流體力學中的，在梯度壓力作用下，流體自高壓向低壓運動的現象，發生了根本的改變：在北半球使原來從高氣壓向低氣壓運動的空氣向右偏轉到接近與等壓線平行的方向，若觀察者順風而立，高壓在其右側，低壓在其左側，在南半球則相反。

一般情況下，大尺度運動中的水平氣壓梯度力和科裡奧利力接近平衡，稱地轉平衡。這樣的運動稱准地轉運動，准地轉運動的水平加速度是很小的。另外，在鉛直方向，由於大氣對流層的鉛直尺度只有10公里左右，在這一特殊條件下，重力和鉛直氣壓梯度力接近平衡，這種平衡稱為靜力平衡。

處在靜力平衡或准靜力平衡狀態下的大尺度大氣運動，其鉛直方向的加速度小到通常可以忽略不計的程度。但一些水平尺度較小的大氣運動，如龍卷對流雲等，其鉛直加速度則不可忽略。有人把研究發生在地球上具有上述特徵的運動(包括大氣運動和海洋運動等)，稱為地球物理流體力學。

　

       大氣動力學，是用流體力學的方法研究大氣運動的學科，是動力氣象學的重要分支。它從分析地球大氣中的作用力入手，研究這些力和運動的關係，探索大氣運動的基本規律和機制。大氣運動的形式是多種多樣的，不同的運動形式有不同的特點，它們的差別，主要是由促使大氣運動的作用力不同而造成的。這自然會影響到大氣運動的水平尺度。根據水平尺度ι的大小，可粗略地把大氣運動分成：大尺度運動（ι的量級約為 103公里）,如大氣的長波和超長波；中尺度運動（ι的量級約為102公里）,如颱風、中尺度低壓和氣旋；小尺度運動(ι的量級約為10公里)，如雷暴和龍卷（見天氣系統）。
　

大氣運動的空間尺度不同，描寫各種運動形式的動力方程組簡化的形式也不同（見大氣動力方程）。但一般說來，運動由其主要因子（基本力）所決定。因此，大氣動力學的任務，首先是區分不同類型的大氣運動的主要因子和次要因子，然後針對不同情況，將大氣動力方程組，作合乎實際的簡化，求出方程組的解。這些解反映了特定大氣運動的基本狀態，同時也清楚地反映了這些運動狀態演變的物理過程。

地球大氣的基本作用力，有重力、科裡奧利力、氣壓梯度力和粘性力（摩擦力）。在不同尺度的大氣運動中，由於作用力不同，其慣性加速度也不同。一般將空氣水平運動的慣性力和科裡奧利力的比值，定義為羅斯比數，它可表示。

另一方面，把鉛直方向的慣性力和阿基米德浮力之比定義為弗勞德數，即 ：這裡w是大氣運動鉛直速度的特徵尺度；孓 是大氣的平均密度;x′是密度變化的特徵量；g 是重力加速度；啐是大氣標高（均質大氣高度）,一般為8公里。當弗勞德數Fγ<<1時，運動是准靜力的。倘若Fγ≥1,即w較大時,則運動將是非靜力的。一般大尺度運動都是准靜力的。

研究大氣邊界層的運動時，常引入埃克曼數，它定義為粘性力和科裡奧利力之比，即式中v是渦旋運動粘度。如果Ek<<1,粘滯力可以忽略不計；若Ek>>1,粘滯力的作用將顯得很重要。一般在行星邊界層中才需要考慮渦旋粘性對運動的影響。

隨著近代數學和計算技術的發展，大氣動力學的研究，已深入到更廣泛的領域，成為天氣學、氣候學和數值天氣預報的基礎。

　

       熱帶氣象學是研究南北緯度 30°之間地區的大氣環流、天氣系統和天氣預報的學科。 熱帶地區約佔全球面積的一半，該區的輻射收入大於支出，其盈餘的熱量，可通過大氣和海洋輸送到中、高緯度地區，因此，熱帶地區是全球大氣運動的主要能源區。熱帶大氣還從地表得到角動量，所以熱帶地區又是大氣角動量的源區之一。熱量的輸送，不但年際變化很大，而且在一年之中又有明顯的變化。這些變化對中、高緯度地區的天氣影響很大。

熱帶氣象學是研究南北緯度20°之間地區的大氣環流、天氣系統和天氣預報的學科。 

熱帶地區約佔全球面積的一半，該區的輻射收入大於支出，其盈餘的熱量，可通過大氣和海洋輸送到中、高緯度地區，因此，熱帶地區是全球大氣運動的主要能源區。熱帶大氣還從地表得到角動量，所以熱帶地區又是大氣角動量的源區之一。

熱量的輸送，不但年際變化很大，而且在一年之中又有明顯的變化。這些變化對中、高緯度地區的天氣影響很大。所以，在製作中、高緯度地區較長時期的天氣預報時，必須考慮熱帶的大氣環流和大洋環流的變化。

由於熱帶低層大氣的溫度很高且很潮濕，所以熱帶地區中下層的大氣經常處於不穩定狀態，極有利於對流的發展。熱帶的對流雲系很旺盛，成千成百個巨大的積雨雲經常聚集在一起，組成了熱帶特有的雲團。一個天氣系統的發生，往往先出現流場的渦旋，輻合和輻散，同中，高緯地區相比，熱帶流場的變化顯得更為重要。北半球的夏季，熱帶大氣環流的主要成員有：低空的東北信風和西南季風以及由這些氣流組成的熱帶輻合帶和季風槽和兩個大洋中部槽。

中國宋代著名文學家蘇軾也曾記述了季風現象。近代熱帶氣象學的研究起始於第二次世界大戰期間，美國氣象學家裡爾首先在熱帶天氣分析、熱帶大氣環流和東風波的研究等方面作出了貢獻，寫出了第一本近代的《熱帶氣象學》專著。

隨後，查尼和郭曉嵐對熱帶大氣動力學、皮耶克尼斯對熱帶海-氣相互作用、柳井迪雄對熱帶波動的分析研究、聯邦德國氣象學家弗洛恩對熱帶大氣環流、印度氣象學家克裡希納穆蒂對熱帶季風研究，均作出了貢獻。

　

       過去動力氣象學研究的主要對像以及所取得的重要成果，著重在中、高緯度的大尺度運動方面。隨著觀測工具的進步（如氣象雷達、氣象衛星和觀測資料的豐富，天氣學又對中小尺度天氣系統和熱帶大氣運動等揭露了很多新的現象。相應地，動力氣象學在研究中小尺度運動、熱帶大尺度運動以及平流層大氣運動等方面也取得了新的成果（見熱帶氣象學），其中如颱風發展的動力學研究，熱帶羅斯比-重力混合波的動力學研究等。當前，隨著對全球大氣環流和氣候的形成及其變化的研究，動力氣象學研究的對象已不只局限於大氣本身，而需要把發生在海洋和陸地中的過程統一起來考慮了。

大氣的分佈是如此之廣，以致地球表面沒有任何地點不在大氣的籠罩之下；它又是如此之厚，以致地球表面沒有任何山峰能穿過大氣層，而且就以地球最高峰珠穆朗瑪峰的高度來和大氣層的厚度相比，也只能算是「滄海之一粟」。人類就生活在大氣圈底部的「下墊面」上。大氣圈是人類地理環境的重要組成部分。地球是太陽系的一個行星，強大的太陽輻射是地球上最重要的能源。這個能源首先經過大氣圈而後到達下墊面，大氣中所發生的一切物理(化學)現象和過程，除決定於大氣本身的性質外，都直接或間接與太陽輻射和下墊面有關。這些現象和過程對人類的生活和生產活動關係至為密切。人類在長期的生產實踐中不斷地對它們進行觀測、分析、總結，從感性認識提高到理性認識，再在生產實踐中加以驗證、修訂，逐步提高，這就產生了專門研究。

大氣現象和過程，探討其演變規律和變化，並直接或間接用之於指導生產實踐為人類服務的科學—氣象學。氣象學的領域很廣，其基本內容是：把大氣當作研究的物質客體來探討其特性和狀態，如大氣的組成、範圍、結構、溫度、濕度、壓強和密度等等。

研究導致大氣現象發生，發展的能量來源，性質及其轉化。研究大氣現象的本質，從而能解釋大氣現象，尋求控制其發生，發展和變化的規律。探討如何應用這些規律，通過一定的措施，為預測和改善大氣環境服務(如人工影響天氣、人工降水、消霧、防雹等)，使之能更適合於人類的生活和生產的需要。

由於生產實踐對氣象學所提出的要求範圍很廣，氣象學所涉及的問題很多，在氣象學上用以解決這些問題的方法差異很大，再加上隨著科學技術發展的日新月異，氣象學乃分成許多部門。