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南京大學(xué)是我國(guó)現(xiàn)代氣象教育的發(fā)祥地。1920年，竺可楨應(yīng)郭秉文校長(zhǎng)的邀請(qǐng)，加入了南京大學(xué)的前身——南京高等師范學(xué)校；翌年，該校更名為國(guó)立東南大學(xué)，并設(shè)立了地學(xué)系，竺可楨擔(dān)任系主任，并著手教授近代氣象學(xué)課程；到了1924年，國(guó)立東南大學(xué)的地學(xué)系增設(shè)了地質(zhì)、氣象、地理三個(gè)小組，其中氣象小組成為我國(guó)首個(gè)氣象學(xué)專業(yè)；1928年，國(guó)立中央大學(xué)成立，地學(xué)系內(nèi)部調(diào)整為地質(zhì)礦物門和地理氣象門，同時(shí)，中央研究院氣象研究所在南京北極閣落成，竺可楨被任命為所長(zhǎng)；1930年，地學(xué)系進(jìn)一步劃分為地質(zhì)學(xué)系和地理學(xué)系，胡煥庸擔(dān)任地理學(xué)系主任，地理學(xué)系內(nèi)又分設(shè)了地理和氣象兩個(gè)小組；1944年，氣象小組從地理學(xué)系獨(dú)立出來(lái)，成立了國(guó)立中央大學(xué)氣象系，這標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)氣象學(xué)系的誕生，黃廈千成為該系的首任主任。

1949年，國(guó)立中央大學(xué)變更為國(guó)立南京大學(xué)，涂長(zhǎng)望擔(dān)任氣象學(xué)系主任一職。到了1952年，全國(guó)高校進(jìn)行了院系調(diào)整，浙江大學(xué)與齊魯大學(xué)的氣象專業(yè)師生被整合進(jìn)南京大學(xué)的氣象學(xué)系；此外，我國(guó)高校首次設(shè)立了氣候?qū)W專業(yè)。1958年，我國(guó)首個(gè)大氣物理專業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。1978年，南京大學(xué)迎來(lái)了恢復(fù)高考后的首屆本科生和碩士研究生。在1983年，天氣動(dòng)力學(xué)與氣候?qū)W被正式認(rèn)定為國(guó)家級(jí)的關(guān)鍵學(xué)科，同時(shí)，這兩個(gè)領(lǐng)域也分別設(shè)立了博士研究生培養(yǎng)點(diǎn)。1985年，氣象學(xué)系改名為大氣科學(xué)系南京大學(xué)歷年分?jǐn)?shù)線，同時(shí)成立了大氣環(huán)境專業(yè)；1988年，氣象學(xué)被認(rèn)定為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科；1996年，設(shè)立了大氣科學(xué)博士后流動(dòng)站；1999年，建立了大氣科學(xué)一級(jí)學(xué)科的博士培養(yǎng)點(diǎn)；2000年，成立了中尺度災(zāi)害性天氣教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2006年，開(kāi)設(shè)了本科應(yīng)用氣象學(xué)專業(yè)，并將本科大氣科學(xué)專業(yè)評(píng)為江蘇省的示范專業(yè)；2007年，大氣物理學(xué)和大氣環(huán)境學(xué)科被列為國(guó)家重點(diǎn)培育學(xué)科；2008年，本科大氣科學(xué)專業(yè)被認(rèn)定為國(guó)家級(jí)理科基礎(chǔ)科學(xué)研究和教學(xué)人才培養(yǎng)基地網(wǎng)校頭條，以及教育部特色專業(yè)；同年，成立了大氣科學(xué)學(xué)院南京大學(xué)歷年分?jǐn)?shù)線，其下設(shè)有氣象學(xué)系和大氣物理學(xué)系；2009年，創(chuàng)立了氣候與全球變化研究院；2010年，建成了現(xiàn)代化的南京大學(xué)氣象臺(tái)；2012年，建成了地球系統(tǒng)區(qū)域過(guò)程綜合觀測(cè)試驗(yàn)基地（SORPES）；2013年，與7所高校及4個(gè)科研機(jī)構(gòu)共同組建了江蘇省氣候變化協(xié)同創(chuàng)新中心；2015年，獲得了大氣與地球系統(tǒng)科學(xué)（教育部）國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的批準(zhǔn)；2016年，擁有中國(guó)氣象局-南京大學(xué)氣候預(yù)測(cè)研究聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)氣象局-南京大學(xué)天氣雷達(dá)及資料應(yīng)用聯(lián)合開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。