本书从读者日常生活中熟悉的天气现象入手，设计了17个问题，为读者讲解气象背后的科学知识，以及为了从“天有不测风云”向“天有可测风云”迈进，一代又一代的中国气象学家开展青藏高原科考、研发风云气象卫星、发展数值预报模式、挑战气候系统预测……读者通过本书可以看到一个个真实的中国科学家，感受到他们身上的中国科学家精神。

王会军，气象学家，中国科学院院士。现任中国气象学会理事长、世界气象组织世界气候研究计划联合科学委员会委员。作为项目负责人，主持了包括国家自然科学基金基础科学中心项目、国家重点研发计划项目等十余项国家重大科研项目，曾荣获国家自然科学奖二等奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、全国优秀科技工作者、卢嘉锡优秀研究生导师奖等荣誉。

大气有多“大”？
诸葛亮“借东风”究竟是“法术”还是科学？
观云可以识天吗？
我们可以像孙悟空那样腾云驾雾吗？
“无根水”是什么水？
你知道什么是闪电吗？
天上的水从哪里来、到哪里去？
天气也有速冻模式吗？冷源在哪里？
能吹伤孙悟空火眼金睛的沙尘暴是什么？
为什么台风总是在海上生成？
地球会突然变成一个大冰球吗？
人类真的可以呼风唤雨吗？
是人类让全球变暖的吗？
大气是怎样变脏的？
地球最大的淡水库在哪里？
地球上为什么有春夏秋冬？
地球以外，还有适合我们居住的地方吗？

从古至今，人们仰望
天空时总会充满幻想和疑
问。这风从哪儿来？这雨
因何而生？为什么昨天温
暖如春，今天却寒冷刺骨
？
“气候变化”这样的专
业名词已经为科学家、企
业家和政治家所熟知，甚
至常常出现在同学们的课
本里。你能将它介绍给身
边的人吗？极端天气气候
（暴雨、沙尘暴和台风等
）为什么频繁发生、威力
巨大、危害严重？气象学
家们已经对这些问题做了
很好的回答，但他们经常
讲自己的一套专业语言，
同学们很难理解。这本书
将会用日常的、趣味的，
同时也合乎科学的语言带
同学们了解风云变幻，认
识雨雪形成，洞察寒潮台
风，感知地球冷暖。
现代大气科学是一门
生机勃勃的学科。多位科
学家曾因在大气科学领域
的杰出成就获得诺贝尔奖
。截至2022年，在35位
中国“国家最高科学技术
奖”获奖人中，包括两位
气象学家：叶笃正院士（
2005年）和曾庆存院士
（2019年）。为了从“天
有不测风云”向“天有可测
风云”迈进，一代又一代
的中国气象学家开展青藏
高原科考、研发风云气象
卫星、发展数值预报模式
、挑战气候系统预测……
真正做到了“科研报国永
不悔，攀上珠峰踏北边”
。同学们，通过本书你们
可以看到一个个真实的中
国科学家，感受到他们身
上的中国科学家精神。
本书由我担任主笔，
邀请了包括国家杰出青年
基金获得者在内的一批青
年学者共同凝练了17个问
题，将相关的科学背景、
知识答案以及科学家故事
娓娓道来。在写完这本书
的初稿之后，我还向身边
的同学们请教：“你能看
懂吗？”“你觉得有趣吗？
”“你能学到什么？”几易
其稿，在得到足够多的肯
定答案后，我将稿子交给
了出版社。
我想对同学们说：身
边的气象万干，等待着你
们去探索；地球村人的生
存挑战，需要大家去应对
。
王会军
中国科学院院士
南京信息工程大学大
气科学学院教授

本书以气象为核心，讲述天气变化的故事以及天气是如何形成的，能让青少年读者充分感受到气象学的魅力，是一本精彩的、能满足青少年好奇心的气象科普图书。
本书非常生动地展现出了我国在气象方面的成绩，尤为突出地显示出了新中国成立后特别是今年来我们在气象方面的科技发展的亮点与实力，展示出了中国科技的力量。
展现了多位我国优秀科学家的故事和这些科学家各方面的优秀品质，显示出了榜样的力量，向青少年弘扬自立自强、不断探索的科学精神，传承攻坚克难的责任担当。
本书由王会军院士主笔，邀请了包括国家杰出青年基金获得者在内的几位研究人员撰写，将相关的科学背景、知识答案以及科学家故事娓娓道来，内容的科学性、知识性有保障。
全书符合少年儿童的阅读需求，语言生动有趣，图文并茂，由能引起读者兴趣的问题入手，从身边常见的事物出发，浅显易懂，故事性强，不枯燥，可以让读者从快乐的阅读中获得知识及精神力量。

科技推动社会进步。“
院士解锁中国科技”丛书
里有故事，有感动，也有
中华民族复兴的希望。
——中国科学院院士
王会军
“院士解锁中国科技”
丛书里有中国科技无穷的
“宝藏”。快和我一起从这
里起步，踏上科学探宝之
路。
——中国工程院院士
毛景文
科技的发展是推动国
家富强的原动力。希望这
套书提高大家对科研的兴
趣，立志成为未来的科学
家！
——中国工程院外籍
院士邓文中
希望“院士解锁中国科
技”丛书中的科学家故事
能触动你的心弦，成为激
励你前行的力量。
——中国科学院院士
匡廷云
“院士解锁中国科技”
丛书用知识和故事播撒科
学的种子，为中国孩子打
开一扇未来、创新的生态
环境之门。
——中国科学院院士
朱永官
希望这套书在孩子心
中埋下一颗科学的种子，
点燃他们对科学知识的渴
望，鼓舞他们创造更加美
好的未来。
——中国工程院院士
孙凝晖
科教兴国。希望20年
、30年后，在阅读这套书
的孩子们中间，出现一大
批科学家。
——中国工程院院士
金涌
希望孩子们从“院士解
锁中国科技”丛书中，了
解科学、学习科学家精神
，并由此喜欢科学、献身
科学，创造人类未来美好
生活！
——中国科学院院士
金之钧
“院士解锁中国科技”
丛书带孩子领略科技的奥
妙，以科学为礼，许给孩
子一个璀璨美好的未来。
——中国科学院院士
高福
这套书会带你走进科
学的大门，解锁中国科技
，感受中国科学家的智慧
和可贵的科学精神。
——中国工程院院士
傅廷栋

人们网购的苹果，外面常常覆着一层泡沫网，用来保护苹果不受磕碰。
如果把地球比作一个苹果的话，大气就相当于那层泡沫网。大气保护着地球免受太阳辐射的侵害，也阻挡着宇宙碎片的袭击。
虽然既看不见，又摸不着大气，但是人们时时刻刻都离不开它。大气中究竟有些什么呢？
我们通常所说的大气是指包围在地球表面的空气。地球现在的大气是由氮气、氧气、二氧化碳、其他气体以及水蒸气、杂质等很多成员组成的“大家族”。这个“大气家族”的各位成员都有各自的脾气和本事。
氮气约占大气的78％，是“大气家族”中当仁不让的“大哥”。它性格沉稳，常用来做金属焊接的保护气和灯泡的填充气。鼓鼓的薯片包装袋里也有它，可以让薯片保持松脆的口感。
在大气中，氧气约占21％，是“大气家族”中名副其实的“二哥”。
“二哥”脾气比较火暴，是燃烧活动的助燃剂。但是它对生命而言太重要了！它是植物、动物、微生物呼吸作用的原材料。如果缺少氧气，我们就会因呼吸困难而死亡。
在“大气家族”中，有一群比较淘气的成员——温室气体，比如二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化合物等。
温室气体就像喜欢吃糖的孩子一样，不过它们吃的“糖”是红外线辐射，这能让地球储存更多能量，从而变暖。 不过，温室气体太多的话，可不是什么好事。它会导致冰川融化、海平面上升、气候异常、动植物数量减少等危害。
“大气家族”中还有一些“成员”，二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、铅、颗粒物等，它们可能会造成严重的污染问题。比如，雾霾污染、酸雨污染、光化学烟雾污染等，对人体健康
其实大气的成分一直在变化。大约在45．4亿年前，随着地球的诞生，大气也神秘“出世”了，它伴随着地球一起成长，先后经历了原始大气、次生大气和现代大气三个过程。
原始大气的主要成分是氢和氦。那时整个“大气家族”并不稳定。内有“叛逃分子”——氢气，它速度很快，一不小心就飞出地球；“外患”则是太阳风，它是太阳向空间释放的高速带电粒子流，在掠过地球时，将氢和氦统统掠走，给原始大气造成了毁灭性的打击。
在火山爆发、地壳板块碰撞等多种因素作用下，“大气家族”迎来了新成员：二氧化碳、甲烷、氮气、硫化氢和氨气等一些“较重”的气体。它们共同开启了“大气家族”的新时代——次生大气。
随着地球上植物数量的大规模增长，在光合作用下，氧气被源源不断地输送到大气中，二氧化碳的消耗逐渐增大。最终，地球上的大气变成了以氮气和氧气为主的现代大气。
大树的年轮可以告诉人们它几岁了，从岩石中可以看出地球的历史，通过化石可以推断出古代动物、植物的样子。想知道地球大气成分的变化，竟然可以在冰芯中找到答案！
原来，大气中的物质会随大气环流抵达冰川上空，并沉降在冰雪表面。如果气温低，积雪不融化，每年的积雪形成一层层沉积物，年复一年，从底部往上逐渐形成一层层的冰层。大气中的“成分密码”就这样被保留下来，比如，二氧化碳等气体的含量、气温和降水等。
通过研究冰芯，可以探究过去的气候与环境变化，还可以推断未来的气候可能是什么样的。所以，人们称冰芯是研究气候与环境变化的一把“金钥匙”。
在中国，有一群科学家专门研究这把“金钥匙”，姚檀栋院士就是我国冰芯研究的开拓者之一。
为了找到合适的冰芯，姚檀栋一直奔波于青藏高原的各类冰川。高寒缺氧、风雪肆虐、紫外线强烈，再多困难也阻挡不了他勇敢探索的脚步。
海拔越高或者越古老的冰川，冰芯的科研价值就越大，但也越难采集。有一次，姚檀栋带领科考队采集冰芯。茫茫冰雪掩盖了巨大的冰裂隙，一位科考队员不小心掉了进去，幸好他腰问捆绑着事先系好的绳索，加上这段冰裂隙不足2米深，才幸免于难。
2015年10月，姚檀栋带领科考队，经过无数次地毯式搜寻，终于在古里雅冰川钻取了全长308．45米的冰芯——这是目前除南、北两极之外钻取的最长冰芯。
位于拉萨的中科院青藏高原冰芯库，存放着姚檀栋等科学家在第三极地区钻取的冰芯，相当于记录下了千万年来青藏高原气候演化的历史档案。
2017年，姚檀栋作为首席科学家牵头启动了第二次青藏科考活动，他说这次科考实现了他的一个梦想。
P2-7