NCAR的研究主要偏重於一些重要的學科領域,包括:
在區域和全球尺度上 ,開展空氣品質和大氣成份與氣候系統相互作用的大氣化學研究;
通用天氣模式和跨尺度大氣過程了解所需要的氣象學研究;
強調通用氣候系統模擬與氣候系統分析的氣候學研究;
為了解太陽活動機制及太陽對地球系統的影響而開展的太陽物理、太陽—地球相互作用及中高層大氣研究;
為解釋氣候變化、強烈天氣的生態和社會效應而進行的人類活動與自然系統的耦合研究;
重點研究生物圈—水圈—大氣圈耦合、低層大氣—中高層大氣耦合、天氣與氣候相互作用中生物地球化學循環及水循環的多學科研究;
模擬和分析湍流流體動力學結構的地球物理湍流研究;
改進模擬結果不確定性的套用數學和統計分析研究。
最知名的建築是梅薩實驗室,當選過1967年年度實驗室建築,由著名建築師貝聿銘設計。
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