1. 大氣概況
環繞地球表面的整個空氣層稱為大氣層(atmosphere)，簡稱大氣。
大氣是由多種氣體混合組成的，此外還包含一些懸浮的固體和液體雜質。我們通常將大氣的組成分為三個部分：干潔空氣、水汽、氣溶膠粒子。
大氣垂直結構具有以下特點：
（1）大氣的密度
在地心引力的作用下,大氣質量的絕大部分集中在大氣底層,越往高處大氣質量越少。在 10km高度以下就集中了全部大氣質量的75%，而在35km以下則高達99%。大氣密度隨著高度的增加而迅速減小，大氣上界約為1000km。
（2）大氣的垂直分層
根據氣溫和水汽的垂直分布、大氣的擾動程度和電離現象等不同特點,沿垂直方向自下而上依次將大氣統一劃分為對流層、平流層、中間層、熱層和外層等五個層次。
2. 主要氣象要素
氣溫、氣壓、風、云、霧、能見度等，是表征大氣狀態的物理量或物理現象,稱氣象要素。天氣(weather)是在一定區域、時間內各種氣象要素的綜合表現。氣候(cIimate)是某一區域天氣的多年平均特征。天氣表示大氣的瞬時狀態，而氣候則表示一段較長時間統計平均的結果。
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氣溫
氣溫是用來表示空氣冷熱程度的物理量。溫度的數值表示法稱為溫標。氣象上經常采用攝氏溫標(℃)和絕對溫標(K)，分別以0℃,100℃和273K，373K表示水的冰點和沸點。
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氣壓
大氣是有重量的。單位截面上大氣柱的重量稱為大氣壓強,簡稱大氣壓或氣壓(pressure)。大氣中任意高度上的氣壓，就是從該點起直至大氣上界為止，單位面積鉛直氣柱的總重量。
氣溫為0℃，在緯度45°的海平面上,760mmHg水銀柱高時的大氣壓稱為之為一個標準大氣壓。
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風
大氣相對于地球總是處于不斷運動的狀態,其主要運動方式包括有規則的環流運動和無規則的亂流運動。環流運動又可以分解為水平運動和垂直運動兩個分量。空氣相對于地面或海面的水平運動稱為風(wind)。風既有大小又有方向。風速是單位時間內空氣在水平方向上移動的距離。常用的單位有：米/秒(m/s)、公里/小時(Km/h)和節(kn)。風力等級是根據風對地面或海面的影響程度來確定的。國際上采用的風力等級是“蒲福風級”，從0到17共分18個等級。風向是指風吹向測者的來向,常用16個方位或圓周法(000°~360°)表示。
地球的風帶
地轉偏向力的作用使南北半球的近地面層中出現了四個氣壓帶,由赤道向極地依次為赤道低壓帶、副熱帶高壓帶、副極地低壓帶和極地高壓。與此同時,相應地形成了信風帶、西風帶和極地東風帶；此外兩個無風帶:赤道無風帶和副熱帶無風帶。
季風
通常,將大范圍風向隨季節而有規律轉變的盛行風稱為季風(monsoons)。季風主要是由于海陸分布引起的,另外,由于地球風帶的季節性位移而引起季風,是季風形成的另一原因。
全球存在季風的范圍很廣,主要分布在南亞、東亞、東南亞和赤道非洲四個區域,此外,在澳洲也有一些季風。
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濕度
大氣濕度簡稱濕度，是用來表示空氣中水汽含量的多少，或者表示空氣潮濕程度的物理量。濕度的表示方法很多，常用的有：絕對濕度、水汽壓、相對濕度和露點。
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云
云是有大量的小水滴或小冰晶或兩者混合物組成的懸浮在空中的可見聚合體。水汽的流入補充和促使水汽在空中達到飽和凝結的大氣環境是形成云的基本條件。形成云的過程就是使空中的水汽達到飽和的過程，當水汽飽和狀態得以維持時，云就繼續發展。
通常根據云的低部高度把云分為高、中、低三種，再結合云的形狀、結構、和成因劃分為11類及若干主要云類。高云包括卷云、卷層云和卷積云；中云包括高層云和高積云；低云包括層積云、層云、雨層云、碎雨云、積云和積雨云。
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能見度
在海面上，正常目視力所能見到的最大水平距離，稱為海面能見度。以海里或公里為單位表示。所謂“能見”就是能把目標物的輪廓從天空背景上分辨出來。霧是影響海面能見度的最主要因素。其他如雨、雪、低云等也能使能見度變差。根據能見距離的大小，將能見度分為0～9共10個等級。能見度好，等級更大。
3. 天氣系統
天氣現象的空間分布和天氣過程的時間變化很復雜,有時在廣大的范圍內會出現大體相同的天氣，變化也緩慢；有時又突然發生變化，甚至產生災害天氣。人們發現了天氣變化是與不同氣團或氣團交界面(鋒)的形成和移動有關。不同氣團或氣團交界面(鋒)的形成和移動就構成各種各樣的天氣系統。
氣團是指氣象要素(主要是指溫度和濕度)的水平分布比較均勻的大范圍的空氣團。在同一氣團中,各地氣象要素的垂直分布(或它們的穩定度)幾乎相同，天氣特點也大致相同,變化不太劇烈。氣團占據的空間范圍很大,水平范圍可達幾百到幾千公里,垂直范圍可達幾公里到十幾公里,常常從地面伸展到對流層頂。
根據氣團溫度與氣團所經過的下墊面的溫度對比來劃分，氣團可分為冷氣團和暖氣團兩種類型。
氣團形成后就要發生移動，如果兩個性質不同的氣團相遇，兩者之間就形成狹窄而又傾斜的過渡帶。在這個過渡帶內溫度、濕度、風等氣象要素不連續,天氣變化劇烈。因為它在水平方向上的寬度遠比氣團小，所以可以把它看成是個面，稱為鋒面。鋒面是向冷氣團一側傾斜的。鋒面與下墊面的交線稱為鋒線。實際工作中,將鋒面和鋒線統稱為鋒。
鋒是三維空間的天氣系統，它在水平方向上伸展的范圍(即鋒的長度)與氣團的水平尺度相當,可達數百至數千公里,垂直伸展的高度亦與氣團相當。鋒的寬度在近地面層一般只有幾十公里,在高空可達200～400km,甚至更寬些。根據鋒在移動過程中冷、暖氣團所占的主次地位可將鋒分為冷鋒、暖鋒、準靜止鋒和錮囚鋒四種。
大氣中不僅存在著影響天氣變化的氣團和鋒,同時還存在著各種各樣、大大小小的空氣渦旋,它們有的呈逆時針旋轉,有的呈順時針旋轉,這些大型的水平渦旋稱為氣旋和反氣旋。
氣旋是三維空間的天氣系統。從氣壓場的角度而言,它是由閉合等壓線包圍的、中心氣壓低于四周氣壓的低氣壓；從流場的角度而言，它是在北半球作逆時針旋轉，在南半球作順時針旋轉的空氣渦旋，即氣旋。根據氣旋形成和活動的主要地理區域，氣旋可以分為溫帶氣旋和熱帶氣旋兩大類；根據其成因和熱力結構，則可以分為鋒面氣旋和無鋒面氣旋兩大類。鋒面氣旋是溫帶最常見的一類氣旋,它的特征是氣旋中有鋒面,溫度分布不對稱,移動性較強。無鋒面氣旋有熱帶氣旋和熱低壓等。
反氣旋是中心氣壓比四周氣壓高的水平渦旋，又稱為高氣壓。它的流場特征是：在北半球,空氣作順時針旋轉；在南半球，空氣作逆時針旋轉。
在反氣旋區中，氣壓最高的地方，稱為反氣旋中心(或高壓中心)。地面反氣旋的中心氣壓值一般為1020～1030hPa，其中心氣壓值越高，表示反氣旋越強。根據反氣旋形成和活動的主要地理區域，可分為極地反氣旋、溫帶反氣旋和副熱帶反氣旋。按其熱力結構可分為冷性反氣旋和暖性反氣旋。
在南北半球的副熱帶地區,大致就是緯度20°～35°地區(盛夏甚至可達40°),存在著副熱帶高壓帶。按其地理位置又分別稱為北太平洋副熱帶高壓、北大西洋副熱帶高壓、南太平洋副熱帶高壓、南大西洋副熱帶高壓、南印度洋副熱帶高壓。
副熱帶高壓是控制熱帶、副熱帶地區的大范圍的、持久的大氣活動中心,是影響中、高緯度的重要的天氣系統。例如，西北太平洋上的副熱帶高壓是最直接地控制和影響臺風活動的主要大型天氣系統。副熱帶高壓是一個持久的大氣活動中心，但它的強度、范圍、位置都有明顯的季節變化。冬季，副熱帶高壓勢力減弱，退居海上和低緯度地區；夏季，副熱帶高壓勢力增強、范圍擴大，控制了副熱帶地區的海洋和大陸。
季風低壓是發生在西南季風盛行的南亞地區的一種重要的熱帶天氣系統。季風低壓頻繁活動于夏季,大約1個月出現2～3次,并帶來強烈的暴雨。它是季風環流中造成降水的最主要的天氣系統。
