该方向研究作为旋转流体的大尺度大气运动的动力学特征和基本规律、天气系统如气旋发生发展的动力机制、大气环流如哈德雷环流和沃克环流的动力学机制等。由热力差异引起的气压梯度力是驱动大气运动根本动力，在气压梯度力与重力和科理奥利力的共同作用下，大气运动具有波动的特征，通常称为Rossby波，这些波动对天气和气候系统的形成起着重要的作用。大气动力学业研究大气线性/非线性波动传播、斜压波/风暴轴动力学、台风动力学与数值模拟、大气低频遥相关的形成机理、热带-热带外地区的遥相关机理、大气平流层与对流层之间的动力相互作用、大气环流对区域气候的影响等。大气动力学主要通过观测诊断、数值模拟和理论分析对这些问题进行研究。
大气动力学研究方向的教师包括：谭本馗教授、付遵涛教授、赵强副教授、聂绩研究员等。
