컴퓨터가 처음으로 발명된 이후로 대기과학의 발달을 이끌어 왔다고 해도 과언이 아니다. 이는 대기중에서 일어나고 있는 다양한 대기현상들을 시뮬레이션 하는데 요구되는 막대한 컴퓨터 용량과 계산량 때문이다. 최근에 컴퓨터의 성능이 눈에 띄게 향상되면서 이를 이용하여 현재의 대기상태를 재현해내고 미래의 상태를 예측하고자 하는 연구가 점차로 가능해지고 있다. 이제 컴퓨터를 이용한 수치 시뮬레이션은 대기과학의 거의 모든 영역에서 사용되고 있는데, 특히 미래의 상태를 예측하는데 있어서 이러한 방법은 필수적이다.
우리의 생활과 밀접한 연관이 있는 예보분야에서 이는 약 2~3일 후까지의 일기상태를 예측하는 단기예보나 1~2주일까지 확장된 중기예보 등에서 사용된다. 특히 집중호우나 태풍, 폭풍 등의 악기상들은 사회/경제적으로도 큰 영향을 미칠 수 있는 대기현상인데, 이러한 현상들과 도시 및 산악기상 등 국지규모의 대기순환들은 좁은 지역에 짧은 시간 동안에 나타나기 때문에 그 특성을 이해하고 예측하기 위해서는 정교한 수치예보 모델과 초고속 슈퍼컴퓨터의 사용이 필수적이다.
대기과학전공에서는 ⇒ 수치예보 모델에는 비정역학적 대기흐름과 구름 및 강수 물리, 복사과정, 대기경계층 등의 상세한 물리과정, 지형과 지표특성 등이 포함되어 실제 대기를 거의 완벽하게 재현, 예측한다. 또한 한반도 지역에서 매 시간 관측되는 기상자료를 실시간으로 수집, 분석하여 기상상태를 예보하는 연구가 이루어지고 있다.
인간활동에 의한 환경 파괴의 대표적 예로 알려진 오존층은 10~50km의 대기층으로서, 대기 중의 복사, 역학 및 광화학 작용들이 복잡하게 얽혀있다. 특히 오존층은 태양으로부터 방출되는 복사에너지를 흡수하는 중요한 역할을 한다. 이간 활동이 오존층에 영향을 미칠 것이라는 과학적 근거들이 제시되기 시작한 것은 약 20년전부터이며, 1985년에 최초로 남극 오존층의 파괴가 보고되면서 생태계에 미치는 오존층의 중요성은 더욱 부각되었다.