赤道上空因有空气流出，气柱质量减少，地面气压降低，形成气压，称为赤道低压。极地上空因热空气流入，再冷却下沉，地面气压升高，形成高压，称为极地高压。于是，在大气低层产生自极地流向赤道的气流，并又在赤道地区上升，补偿了赤道上空流走的空气。这样，就在赤道和极地之间形成了南北向的闭合环流，这种环流首先由英国科学家哈德莱于1735年提出，故又名哈德莱环流。
②三圈模式。在地球自转的情况下空气流动情况又会怎样呢？空气由赤道上空流向极地时，起初因受水平地转向力的作用很小，空气基本上是顺着水平气压梯度力方向沿经圈运行，以后随着纬度的增加，水平地转偏向力逐渐增大，气流就逐渐向纬圈方向偏转，到了纬度20～30度处，大气运行方向就基本和纬圈平行了。
当气流在纬度20～30度上空转成纬向之后，源源不断地从赤道上空流到这里来的空气就在此处堆放下沉，使地面气压升高，形成高压，称为副热带高压。
副热带高压的下沉气流，在低层兵分两路：一条向南，一条向北。在北半球，向南流回赤道的气流向右偏转形成东北信风。相应地在南半球流回赤道的气流向左偏转，成为东南信风。这两股信风在赤道地区汇合上升，并在高空流向高纬度。
这样，在低纬度地区，南北半球各有一个环流圈存在，称为信风环流圈，又称哈德莱环流圈。由副热带高压流向高纬度的一支气流，在水平地转偏向力作用下，形成中纬度地区的偏西风，称为盛行西风带。在北极地区冷却下沉的气流，在地面向低纬方向流动，形成东北风，称为极地东风带。在南半球高纬地区形成东南风，也称为极地东风带。
由副热带来的一支向北气流和由极地高压流出的一支向南气流在中纬度地区汇合上升，形成副极地低压，并构成极锋。副极地低压带上升的气流，在高空又分成两支，向北的一支流向高纬，向右偏转成为西南气流，冷却下沉，补偿极地下沉南流的空气，这样就在高纬地区形成一个闭合环流圈，称为极地环流圈。
向南的一支与低纬北流的空气相遇下沉，到地面分成南北分流，这样在信风环流圈和极地环流圈之间又构成了一个环流圈，称为中纬度环流圈。
由上可知，在具有均匀地表的自转地球上，在南北半球的近地面气层中出现了七个气压带和六个风带，这些风带通常称为行星风带。这些风带与高空气流结合起来，便构成了地球上的大气环流。
七、气团和锋
我们平时在收听天气预报时往往听到“这几天的气温为什么突然降低？——有冷空气南下。”怎么理解呢？这就要涉及到几种重要的天气系统方面的知识。
常见的天气系统有气团和锋、气旋和反气旋。其中前面两个：气团和锋主要是关于天气变冷还是变暖以及降水，而气旋和反气旋则是关于天气晴朗还是阴雨天。
首先，我们来看看什么是气团？气团指温度、湿度和气压等物理属性比较均匀、相似的大团空气。这里指的大团有多大？水平范围可达100万平方千米，相当于6个广东省那么大，垂直高度达10千米，因此体积非常大。气团按湿度可以分为比较湿润的海洋性气团和比较干燥的大陆性气团。按温度可以分为冷气团和暖气团。
那么，什么是暖气团？它是指来的时候能够使地面升温的气团；反过来，如果使地面降温的是冷气团。现在我们来比较一下冷气团和暖气团。
首先来看，在气温上，冷气团当然是比较低，气压较高，密度较大。暖气团刚好反过来。接着我们来看看，但一气团控制的天气是比较单一的，因为温度没有变化，所以使晴朗就是晴朗，不会降雨。但是，假如两个气团相遇的地方，天气会怎样？冷暖气团相遇，它们的交接面成为锋面，简称锋。在锋面上，冷暖气团的位置是，冷气团在下面，因为它的密度较大，而暖气团在上面，因为它的密度较小。锋面附近会有怎样的天气？会有云、雨、大风的天气。因为锋面附近的温度不一样，会产生大气运动。根据锋的移动情况，可分为冷锋、暖锋和准静止锋。
那么什么是冷锋？它是指冷气团主动向暖气团移动的锋。锋分为锋前和锋后，降水多出现在锋后。那么，冷锋来的前后，天气会怎样变化？来之前，受单一暖气团控制，因此气温高，气压低，天气晴朗。来的时候，受锋面控制，多云、降水、降温。过了之后，受单一的冷气团控制，气温降低，气压升高，天气晴朗。冷锋的表现：寒潮、沙尘暴和夏季的暴雨。
这是关于冷锋的知识，那么什么是暖锋呢？暖锋，它是暖气团主动向冷气团移动的锋。降水多集中在锋前。
我们也来分析一下，暖锋发生的天气变化情况。
来之前：受单一的冷气团控制，气温低，气压高，天气晴朗。来的时候：受锋面控制，出现连续性的降水或多雾天气。过了之后：受单一的暖气团控制，气温回升，气压降低，天气晴朗。
暖锋对我国的影响，就是雨带的移动，我国的雨带，在5月份的时候在华南地区，6月在长江中下游地区，7、8月在华北地区，9月退回华南地区，10月退出我国。
最后，我们来谈一下准静止锋。我们知道冷气团主动，就成为冷锋，暖气团主动就称为暖锋；那么，如果它们都不主动，那怎么办？那锋面就会在一个地方徘徊，这种锋称为准静止锋。它会给一个地方带来8～10天的阴雨连绵的天气。我国主要有三个准静止锋：华南准静止锋、江淮准静止锋和昆明准静止锋。
八、什么是寒潮和冷空气？
寒潮是指大范围强冷空气活动。这种冷空气南侵过程达到了一定标准时，才称为寒潮，否则称为冷空气。因为这种大规模的寒冷气流来势迅猛，寒风刺骨，所以人们称它为“寒潮”。
我国中央气象台规定：凡一次冷空气使长江中下游及其以北地区48小时内降温10℃以上，长江中下游最低气温达4℃或以下（春、秋季节则以江淮地区的最低气温达到4℃或以下为准），陆地上有相当于3个大行政区出现5～7级大风，沿海有3个海区出现7级以上大风的，作为发播寒潮警报的标准。如果48小时内最低气温下降14℃以上，陆地上3～4个大行政区有5～7级大风，沿海所有海区出现7级以上大风的，作为发播强寒潮警报的标准。以上标准是针对全国情况而定的，由于我国幅员辽阔，各地气候差异很大，因此，各地气象台还制定了适合本地的寒潮标准。
入侵我国的寒潮，虽然在9月至次年5月都可能发生，但主要出现在11月至次年4月。据统计，平均每年有5次寒潮影响我国。但年际之间变化较大，多的达10次（1968—1969年度），少的仅有1次（1974—1975年度）。近几年来，由于世界气候呈变暖趋势，我国冬暖趋势也比较明显，寒潮活动相对减少。
2．6气候的形成和变化
一、地面空气
地面空气指构成地球周围大气的气体。无色，无味，主要成分是氮气和氧气，还有极少量的氡、氦、氖、氩、氪、氙等惰性气体和水蒸气、二氧化碳和尘埃等。
空气就是我们周围的气体。我们看不到它，也品尝不到它的味道，但是在刮风的时候，我们就能够感觉到空气的流动。
在0摄氏度及一个标准大气压下（1．013103Pa）空气密度为1．293g/L。
常温下的空气是无色无味的气体，液态空气则是一种易流动的浅黄色液体。一般当空气被液化时二氧化碳已经清除掉，因而液态空气的组成是20．95％氧，78．12％氮和0．93％氩，其他组分含量甚微，可以略而不计。
空气作为混合气体，在定压下冷凝时温度连续降低，如在标准大气压（101．3KPa）下，空气于81．7K（露点）开始冷凝，温度降低到78．9K（泡点）时全部转变为饱和液体。这是由于高沸点组分（氧、氩）开始冷凝较多，而低沸点组分（氧）到过程终了才较多地冷凝。
在远古时代，空气曾被人们认为是简单的物质，在1669年梅猷曾根据蜡烛燃烧的实验，推断空气的组成是复杂的。德国史达尔约在1700年提出了一个普遍的化学理论，就是“燃素学说”。他认为有一种看不见的所谓的燃素，存在于可燃物质内。例如蜡烛燃烧，燃烧时燃素逸去，蜡烛缩小下塌而化为灰烬，他认为，燃烧失去燃素现象，即：蜡烛-燃素=灰烬。然而燃素学说终究不能解释自然界变化中的一些现象，它存在着严重的矛盾。第一，没有人见过“燃素”的存在；第二，金属燃烧后质量增加，那么“燃素”就必然有负的质量，这是不可思议的。1774年法国的化学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，才否定燃素学说。拉瓦锡在进行铅、汞等金属的燃烧实验过程中，发现有一部分金属变为有色的粉末，空气在钟罩内体积减小了原体积的1/5，剩余的空气不能支持燃烧，动物在其中会窒息。他把剩下的4/5气体叫做氮气（原文意思是不支持生命），在他证明了普利斯特里和舍勒从氧化汞分解制备出来的气体是氧气以后，空气的组成才确定为氮和氧。
空气的成分以氮气、氧气为主，是长期以来自然界里各种变化所造成的。在原始的绿色植物出现以前，原始大气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的。在绿色植物出现以后，植物在光合作用中放出的游离氧，使原始大气里的一氧化碳氧化成为二氧化碳，甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳，氨氧化成为水蒸气和氮气。以后，由于植物的光合作用持续地进行，空气里的二氧化碳在植物发生光合作用的过程中被吸收了大部分，并使空气里的氧气越来越多，终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。
空气是混合物，它的成分是很复杂的。空气的恒定成分是氮气、氧气以及稀有气体，这些成分之所以几乎不变，主要是自然界各种变化相互补偿的结果。空气的可变成分是二氧化碳和水蒸气。空气的不定成分完全因地区而异。例如，在工厂区附近的空气里就会因生产项目的不同，而分别含有氨气、酸蒸气等。另外，空气里还含有极微量的氢、臭氧、氮的氧化物、甲烷等气体。灰尘是空气里或多或少的悬浮杂质。总的来说，空气的成分一般是比较固定的。
空气包裹在地球的外面，厚度达到数千千米。这一层厚厚的空气被称为大气层。大气层分为几个不同的层，这几个气层其实是相互融合在一起的。我们生活在最下面的一层（即对流层）中。在同温层，空气要稀薄的多，这里有一种叫做“臭氧”（氧气的一种）的气体，它可以吸收太阳光中有害的紫外线。同温层的上面是电离层，这里有一层被称为离子的带电微粒。电离层的作用非常重要，它可以将无线电波反射到世界各地。若不考虑水蒸气、二氧化碳和各种碳氢化合物，则地面至100km高度的空气平均组成保持恒定值。在25km高空臭氧的含量有所增加。在更高的高空，空气的组成随高度而变，且明显地同每天的时间及太阳活动有关。
空气并非没有重量——一桶空气的重量大约相当于一本书中两页纸的重量。大气层中的空气始终给我们以压力，这种压力被称为大气压，我们人体每平方厘米大约要承受一千克的重量。因为我们体内也有空气，这种压力体内外相等，所以，大气的压力才不会将我们压垮。
由于地球有强大的吸引力，使百分之八十的空气集中在离地面平均为十五公里的范围里。这一空气层对人类生活、生产活动影响很大。人们通常所说的大气污染指的是这一范围内的空气污染。工业的发展，向空气排放了有害物质，污染了空气，使空气里增加了有害成分。当空气里的有害物质达到一定浓度后，就会严重地损害人类的健康和农作物的生长，破坏了某些物质，又会使人的能见度降低，影响交通安全等等。因此，必须大力防止空气的污染。
排放到空气里的有害物质，可以分为以下几类：粉尘类（如炭粒等），金属尘类（如铁、铝等），湿雾类（如油雾、酸雾等），有害气体类（如一氧化碳、硫化氢、氮的氧化物等）。从世界范围来看，排放量较多、危害较大的有害气体是二氧化硫和一氧化碳。二氧化硫是煤、石油在燃烧中产生的。一氧化碳主要是汽车开动时排出的。从全球估计，一氧化碳的排出量超过二氧化硫的排出量。
假如没有空气，我们的地球上将是一片荒芜的沙漠，没有一丝生机。绿色植物利用空气中的二氧化碳以及阳光和水合成营养物质，在此过程中，氧气被释放出来，人类和其他动物呼吸空气来获取氧气，动物还需要氧气从摄入的食物中获取能量。
根据国家环保局统一规定，我国空气质量分为5级。它是将一系列复杂的空气监测数据，按一定方法处理后，算出其空气污染指数具体是多少，然后再确定其空气质量等级。
其具体标准如下：当空气污染指数达0～50时为1级；51～100时为2级；101～200时为3级；201～300时为4级；300以上时为5级。其中3级属于轻度污染，4级属于中度污染，5级则属于重度污染了。
二、气候因子
气候因子是形成气候的基本因子。主要有三个主要方面：辐射因子、环流因子、地理因子。气候因子（climaticfactor）指形成生物环境的各气候因子。由温度因子（绝对值、变化类型和幅度）、水分因子（降水量、降雨型、湿度）、光因子（照度、日照时间）、大气因子（氧气及CO2的浓度、风）等所组成。依据地球上的纬度而划分的气候带，或根据高度而同样划分的垂直气候带，都与气候有关系。还有根据海、陆的影响而划分的海洋气候和大陆气候的大气候（汛气候），支配更小的有限地区的局部气候（Localclimate）以及群落内部、空间非常小的地方的小气候。地球上植物社会的分布主要是适应于大气候，物候学及其他一些则主要适应于局部气候，群落和作物生长主要适应于小气候。
三、气候与房屋建筑
由于世界各地的气候差异，不同地区在气温和降水上有着不同的特点，为了适应各种各样的气候，人们建造了不同形式的房屋。房屋形式的差异，一方面反映了各地区不同的气候特点，另一方面也是人类智慧的重要反映。
以下介绍几种在不同气候条件下的房屋类型：
（一）赤道两侧的热带地区，终年高温多雨，炎热、潮湿是该地区气候的主要特点，房屋就要尽量考虑通风和降温。例如太平洋上的岛国西萨摩亚，农村住房是用一根根树干围起来，成圆形或椭圆形，顶上覆盖着椰子叶，房子没有墙，四面通风。
（二）热带沙漠地区，空气干燥，晴朗少云，白天受到阳光强烈照射，气温迅速升高，晚上气温又迅速下降，昼夜温差很大。为适应这样的气候，撒哈拉沙漠的房屋就有着厚厚的泥墙，没有或只有很小的窗户。这样，白天可以减少太阳热量的传入，晚上可以使热量不会迅速散失。
