Esperto in Fisica dell'atmosfera, è noto per i suoi lavori sulla dinamica della media atmosfera, delle cosiddette "maree atmosferiche" e sulla fotochimica dell'ozono. Ha pubblicato più di 200 tra documenti scientifici e libri. Dal 1983 fino al suo pensionamento nel 2013, fu professore di meteorologia presso il MIT. È stato l'autore principale del capitolo settimo di Physical Climate Processes and Feedbacks, del Terzo rapporto di valutazione dell'IPCC sul cambiamento climatico. È stato critico nei confronti del consenso scientifico a proposito del riscaldamento globale. e di quello che egli ha chiamato "allarmismo climatico".
Gioventù e formazione Di origine ebrea, Lindzen nacque l'8 febbraio 1940 a Webster, nel Massachusetts. Il padre, un ciabattino, era fuggito con la moglie dalla Germania nazista. La famiglia si trasferì, subito dopo la sua nascita, nel Bronx, ove crebbe in una casa di ebrei, ma in un quartiere ove prevalevano gli abitanti di religione cattolica.
Lindzen frequentò la Bronx High School of Science (ottenendo il National Merit Scholarship Program), il Rensselaer Polytechnic Institute e l'Università di Harvard. Ad Harvard, ottenne il baccalaureato in fisica nel 1960, seguito da un M.S. in matematica applicata nel 1961 e un PhD in matematica applicata nel 1964.
La sua tesi di dottorato, Radiative and photochemical processes in strato- and mesospheric dynamics, trattava le interazioni della fotochimica dell'ozono, il transfer radiativo e le dinamiche nella parte centrale dell'atmosfera.
Carriera Lindzen ha pubblicato lavori sulla cella di Hadley, meteorologia dei monsoni, atmosfera planetaria, instabilità fluidodinamica, tempo a media latitudine, trasmissione del calore globale, il ciclo dell'acqua, le ere glaciali e gli effetti stagionali dell'atmosfera. Il suo principale contributo alla letteratura accademica sul cambiamento climatico antropogenico è la sua proposta dell'Ipotesi Iris del 2001, insieme ai coautori Ming-Dah Chou e Arthur Y. Hou.Lindzen, Chou e Hou, 2001
Egli è membro dell'Accademia nazionale delle scienze degli Stati Uniti d'America e del Consiglio di consulenza scientifica, sanitaria ed economica presso il Centro per le politiche pubbliche basate sulle scienze di Annapolis. Egli ha operato presso il MIT dal 1983, dopo aver ricoperto incarichi presso l'Università di Washington (1964–65), l'Istituto di Meteorologia Teoretica all'Università di Oslo (1965–67), il Centro nazionale per gli studi atmosferici degli Stati Uniti d'America (NCAR) (1966–67), l'Università di Chicago (1968–72) e l'Università di Harvard (1972–83). Ha tenuto anche brevemente la posizione di lettore esterno presso l'Università della California di Los Angeles (UCLA) nel 1967.
Al gennaio 2010 l'elenco delle sue pubblicazioni comprendeva 230 documenti e articoli pubblicati tra il 1965 e il 2008, con cinque in corso per il 2009. Egli è autore del testo standard sulle dinamiche atmosferiche e coautore della monografia Atmospheric Tides insieme a Sydney Chapman. È stato professore di meteorologia presso il MIT dal 1983 fino al suo ritiro, come è stato riportato nella primavera del 2013 dal periodico del Dipartimento delle Scienze della Terra, Atmosfera e Planetarie del MIT. Il 27 dicembre 2013 il Cato Institute ha annunciato che egli era un Distinguished Senior Fellow nel loro Centro per gli Studi scientifici. Lindzen ha fatto parte anche del comitato scientifico dell'Istituto George C. Marshall.
Primi lavori (1964–1972) Le prime opere di Lindzen riguardavano la fotochimica dell'ozono, l'aerodinamica dell'atmosfera centrale, la teoria delle "maree atmosferiche" e le onde planetarie. Il suo lavoro in questi campi lo condusse a un numero di scoperte scientifiche fondamentali, compresa la scoperta della profondità equivalente negativa nella teoria classica delle maree, spiegazioni per entrambe le quasi-biennali oscillazioni della stratosfera terrestre e il periodo di quattro giorni della superrotazione dell'atmosfera del pianeta Venere sulla sommità della nuvola.
Fotochimica dell'ozono La sua tesi di dottorato del 1964 riguardava le interazioni della fotochimica dell'ozono, il trasferimento radiativo e le dinamiche della parte centrale dell'atmosfera. Questo costituì la base del suo determinante Radiative and Photochemical Processes in Mesospheric Dynamics (Processi radiativi e fotochimici nelle dinamiche della mesosfera), che fu pubblicato in quattro parti nel Journal of the Atmospheric Sciences tra il 1965 e il 1966. Il primo di questi, Part I: Models for Radiative and Photochemical Processes, fu scritto insieme al collega di Harvard ed ex corelatore della tesi, Richard M. Goody, che è ben noto per il suo testo del 1964 Atmospheric Radiation. Gli studi di Lindzen e Goody (1965) sono stati ampiamente citati nel modello esatto della fotochimica dell'ozono del centro dell'atmosfera. Questo studio è stato ampiamente citato come fondante nell'esatta formulazione di un modello della fotochimica dell'ozono nel centro dell'atmosfera. Lo studio fu esteso nel 1973 includendovi gli effetti delle reazioni dell'azoto e dell'idrogeno, con la sua ex studentessa del PhD, Donna Blake, in Effect of photochemical models on calculated equilibria and cooling rates in the stratosphere (Effetto dei modelli fotochimici sugli equilibri calcolati e il tasso di raffreddamento).
Il lavoro di Lindzen sulla fotochimica dell'ozono è stato importante negli studi che riguardano gli effetti sul clima della riduzione antropogenica dell'ozono. Il formalismo di Lindzen e Blake viene utilizzato nella parametrizzazione dell'attenuazione radiativo-fotochimica (vedi Appendice A).
Maree atmosferiche Fin dai tempi di Laplace (1799), gli scienziati erano perplessi sul perché le variazioni di pressione misurate sulla superficie terrestre associate con la semi-diurna marea solare fossero superiori in ampiezza rispetto a quelle della marea diurna mentre intuitivamente ci si aspetterebbe che fosse prevalente il passaggio diurno (giornaliero) del sole. Lord Kelvin (1882) propose la cosiddetta teoria della "risonanza", mentre la marea semi-diurna sarebbe "selezionata" sulle oscillazioni diurne se l'atmosfera fosse in qualche modo in grado di oscillare liberamente con un periodo molto vicino alla 12 ore, in modo simile a quello in cui i suoni armonici vengono selezionati su una corda vibrante. Nella seconda metà del XX secolo le osservazioni non hanno confermato questa ipotesi e ne fu proposta una alternativa, che qualcosa deve invece sopprimere la marea diurna. Nel 1961, Manfred Siebert ha suggerito che l'assorbimento dell'irraggiamento solare da parte del vapor acqueo della troposfera potrebbe essere responsabile della riduzione della marea diurna. Comunque ciò mancò nell'includere il ruolo per l'ozono stratosferico. Questo fu rettificato nel 1963 dal fisico australiano Stuart Thomas Butler e dal suo studente K.A. Small, i quali mostrarono che l'ozono stratosferico assorbe una parte anche maggiore dell'irraggiamento solare.
Ciò non di meno la previsione della teoria classica della marea non va d'accordo con le osservazioni. Fu Lindzen, nella sua pubblicazione del 1966, On the theory of the diurnal tide, che mostrò come le soluzioni delle funzioni di Hough fornite da Bernhard Haurwitz alla equazione di Laplace sulle maree era incompleta: erano state omesse modalità con profondità equivalenti negative.S. Kato aveva fatto indipendentemente la stessa scoperta all'incirca nello stesso periodo, in Unione Sovietica: Lindzen proseguì nel calcolare la risposta termica della marea diurna all'ozono e l'assorbimento del vapor acqueo in dettaglio e mostrò che quando venivano inclusi i suoi sviluppi teorici, le oscillazioni della pressione sulla superficie venivano previste con l'approssimazione dell'ampiezza e della fase osservate, come erano la maggior parte delle caratteristiche delle oscillazioni del vento diurno nella mesosfera. Nel 1967, insieme al suo collega della NCAR, Douglas D. McKenzie, Lindzen estese la teoria per comprendere un elemento della legge del raffreddamento di Newton, a causa delle emissioni di raggi infrarossi dell'anidride carbonica nella stratosfera insieme ai processi fotochimici dell'ozono. e quindi nel 1968 egli mostrò che la teoria prevedeva anche che le oscillazioni semi-diurne fossero insensibili alle variazioni nel profilo della temperatura, che è il motivo per cui è osservato molto più marcatamente e regolarmente sulla superficie.
Mentre operava come scienziato ricercatore presso il Centro nazionale per gli studi atmosferici degli Stati Uniti d'America (NCAR) a Boulder, nel Colorado, divenne amico del professor Sydney Chapman, che aveva contribuito alla teoria delle maree atmosferiche in numerose pubblicazioni dagli anni venti fino agli anni quaranta. Ciò portò alla pubblicazione congiunta nel 1969: una monografia di 186 pagine (ripubblicata come libro nel 1970) Atmospheric Tides. 200 pp.
Oscillazioni quasi-bienniali Sebbene a quel tempo non lo si avesse capito, l'oscillazione quasi biennale (QBO) fu osservata durante l'eruzione del Krakatoa del 1883, quando le ceneri del vulcano furono trasportate attorno al globo terrestre da est a ovest dai venti stratosferici in circa due settimane. Questi venti divennero noti con il nome di Krakatoa easterlies. Nel 1908 il meteorologo tedesco Arthur Berson osservò ancora il fenomeno con i suoi palloni aerostatici e vide che i venti soffiavano da ovest a 15 km di altezza s.l.m. nell'Africa tropicale. Questo fenomeno divenne noto con il nome di "Berson westerlies". Ma non fu che all'inizio degli anni sessanta che fu descritto per la prima volta il ciclo di ~ 26 mesi della QBO, in maniera indipendente da Richard J. Reed nel 1960 e da Veryhard ed Ebdon nel 1961.
Lindzen richiama la sua scoperta del meccanismo che sta alla base della QBO nell'articolo semi-autobiografico On the development of the theory of the QBO.. Il suo interesse al fenomeno ebbe inizio nel 1961 quando il relatore del suo PhD, Richard M. Goody, avanzò l'ipotesi che i 20 mesi di calma per l'ozono stratosferico a 25 km di altezza nei tropici potesse in qualche modo essere correlato al periodo di 26 mesi della QBO e propose uno studio su questa idea. Lo scritto di Lindzen, Radiative and photochemical processes in mesospheric dynamics, Part II: Vertical propagation of long period disturbances at the equator ("I processi radiativi e fotochimici nelle dinamiche della mesosfera, Parte II: Propagazione verticale dei disturbi di lungo periodo all'equatore") documentano il fallimento di questo tentativo di spiegare la QBO.
Le opere di Lindzen sulle maree atmosferiche lo condussero a studiare le onde planetarie e la circolazione generale dell'atmosfera. Al 1967 egli aveva contribuito a numerosi documenti sulla teoria delle onde nella parte centrale dell'atmosfera. In Planetary waves on beta planes, egli ha sviluppato un'approssimazione del piano beta per semplificare le equazioni della teoria classica delle maree, mentre allo stesso tempo ha sviluppato le relazioni dello sviluppo nel tempo delle onde planetarie. Egli ha notato dalle sue equazioni che le onde viaggianti verso est (note come "onde di Rossby" fin dalla loro scoperta nel 1939 da parte di Carl-Gustav Arvid Rossby) e quelle che si muovono verso ovest (che lo stesso Lindzen contribuì nel definirle onde di Kelvin) con periodi inferiori a cinque giorni sono "intrappolate verticalmente". Nello stesso tempo comparve un importante documento di Booker e Bretherton, che Lindzen lesse con grande interesse. Booker e Bretherton mostrarono che le onde di gravità propagantesi verticalmente venivano completamente assorbite a un livello critico.