本书将数学物理经典理论与大气科学前沿应用紧密结合，通过严谨的理论推导与丰富的应用案例，系统阐述如何运用数学物理工具解决大气科学中的实际问题。本书内容编排采用循序渐进的模块化设计，包括基础模块、核心模块、提升模块和拓展模块。前两个模块系统介绍大气科学研究中常用的数学物理经典理论和数学方法工具，后两个模块重点介绍数学物理方法在大气科学中的应用，同时引入深度学习、神经网络等新兴方法的应用案例，有助于读者了解学科前沿，拓展并培养利用人工智能等前沿技术构建数值预报模式、解决大气领域实际问题的能力。 本书适合作为大气科学、环境科学、海洋科学、应用数学、应用物理等专业本科生、研究生和教师的专业参考书，也适合相关科研与业务应用人员参考。