中国科学院大气物理研究所（以下简称大气所）的前身是1928年成立的原国立中央研究院气象研究所。1950年1月，中国科学院将气象、地磁和地震等部分科研机构合并组建为中国科学院地球物理研究所。1966年1月,根据我国气象事业发展的需要，中国科学院决定将气象研究室从地球物理研究所分出，正式成立中国科学院大气物理研究所。大气所是中国现代史上第一个研究气象科学的最高学术机构，目前已发展成为涵盖大气科学领域各分支学科的大气科学综合研究机构。
大气所主要研究大气中各种运动和物理化学过程的基本规律及其与周围环境的相互作用，特别是研究在青藏高原、热带太平洋和我国复杂陆面作用下东亚天气气候和环境的变化机理、预测理论及其探测方法，以建立“东亚气候系统”和“季风环境系统”理论体系及遥感观测体系，发展新的探测和试验手段，为天气、气候和环境的监测、预测和控制提供理论和方法。大气所确立的知识创新工程三期重点发展的六大学科领域为：东亚季风系统动力学，地球系统模式发展和气候预测理论，亚洲季风环境变化集成研究与有序人类活动，大气化学、大气环境变化及其预测理论，中层大气物理化学过程、气候环境遥感理论，高影响天气物理、动力与可预报性理论。
大气所共有2个国家重点实验室和2个中国科学院重点实验室，国家重点实验室即：大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室、大气边界层物理与大气化学国家重点实验室、院重点实验室即：中国科学院东亚区域气候—环境重点实验室（全球变化东亚区域研究中心）和中层中国科学院中层大气和全球环境探测重点实验室；有7个所级实验室和研究中心，即国际气候与环境科学中心、竺可桢—南森国际研究中心、中层大气与全球环境探测实验室、云降水物理与强风暴实验室、季风系统研究中心、灾害性气候研究与预测中心、中国生态系统研究网络大气分中心；另外还设有信息科学中心，在河北香河、兴隆和吉林通榆设有野外综合观测站。中国科学院气候变化研究中心和中国科学院减灾中心挂靠在大气所。目前，大气所拥有IBMP690的高性能并行计算机、联想深腾1800、SGI ORIGIN 300服务器、SGI origin 2000超级计算服务器一台、SGI origin 3400超级计算服务器二台、一座用于研究城市大气污染和大气边界层物理研究的高达325米的气象铁塔及边界层遥感探测系统和中层大气探测系统等设备。
截至2008年底，大气所共有在职职工365人，流动人员404人（此数据包括研究生和博士后），离退休人员294人，进创新岗位人员220人。在职职工中，共有科研人员231人，科技支撑人员35人，包括中国科学院院士8人、无中国工程院院士、正高级专业技术人员59人、副高级专业技术人员99人、中国科学院“百人计划”入选者20人、“国家杰出青年科学基金”获得者10人，项目聘用人员12人；流动人员中，共有客座研究员与访问学者共23人。大气物理研究所是国务院学位委员会批准的首批博士、硕士学位授予单位，现有一级学科硕士、博士研究生培养点，并设有一级学科博士后流动站；2008年共有在学研究生389人，其中博士生235人、硕士生154人，有在站博士后15人。
2008年，研究所共有在研项目283项（包括新争取项目51项），其中国家重点基础研究发展计划（973）项目（或课题）14项，中国高技术研究发展计划（863）项目（或课题）7项，国家科技支撑计划项目（课题及专题）12项；国家自然科学基金重大项目1项、重点项目9项，“杰出青年基金”项目3项……；中国科学院知识创新工程创新项目群1项；重重要方向及课题13项，重大方向项目及课题12项、重重要方向及课题13项，院地合作项目12项，国际合作项目26项……；与地方政府合作项目32项。
2008年，大气所科研创新工作取得多项重要进展。因在环境保障方面做出的重要贡献，大气所荣获了北京市奥组委和北京市政府颁发的北京奥运会残奥会先进集体奖，成为600余家受表彰单位中唯一一个中科院单位；“奥运空气质量监测评估与预测项目”项目组被评为北京奥运会残奥会先进集体，“奥运大气环境监测和预警”项目组荣获科技部颁发的科技奥运先进集体。“人工增雨综合技术及集成应用”获国家科技进步二等奖（大气所为第二完成单位），另外还获得省部级奖4项，“973”项目“我国生存环境演变和北方干旱化趋势预测研究”研究集体被科技部授予“‘973计划优秀研究团队”荣誉称号；获发明专利1项.全年共发表科技论文559篇，出版论著10部，其中SCI(E)收录论文316篇、EI收录论文12篇、国内核心期刊收录论文217篇，SCI(E)收录论文较2007年增加了67篇。吴国雄院士获何梁何利基金科学与技术进步奖气象学奖，廖宏研究员获国家杰出青年基金。
2008年，大气所共举办了18个国际性学术交流会议，主要有第七届CTWF（CAS-TWAS-WMO Forum）“区域地球系统模式发展及其应用”国际研讨会、第十一次南方科技促进持续发展委员会（COMSATS）协调会议、“气候变化与全球水循环”国际研讨会等；与美国、俄罗斯、日本、韩国、德国、挪威、法国、比利时等国家进行的国际合作项目共30多项，进展顺利。其中，由中国发起和领导的全球变化研究领域第一个重大国际合作项目——季风亚洲区域集成研究的全球变化国际计划（MAIRS）由计划转向实施阶段，已与德国、挪威、俄罗斯、美国、日本、韩国、印度、蒙古、东南亚地区等国家和地区的科研团体和相关组织建立了更广泛深入的联系，相关的研究和合作取得了长足的进步。大气所与美国能源部、挪威南森环境与遥感中心以及荷兰皇家气象研究所分别签署了新的合作协议。中国科学院院士穆穆当选为发展中国家科学院院士。挪威教育与科研部部长Tora Aasland女士来访。全年外宾来访429人次，出访301人次。
大气所是中国科学探险协会、太平洋科学协会中国委员会、中国气象学会动力气象学委员会、大气环境学委员会、统计气象学委员会的挂靠单位；主办的刊物有：《大气科学》（中文版）、《大气科学进展》（英文版）、《气候与环境研究》（中文版）、《大气和海洋科学快报》（英文版），其中《大气和海洋科学快报》（英文版）为2008年创刊，《大气科学进展》(英文版)从2009年起被SCI收录，成为我国大气科学领域唯一被SCI收录的学术刊物。
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