大气是气象变化的执行者，它是包裹着地球的结结实实的外套，它使得地球中有了生命，它的存在至关重要。在银河系的众多星球中，唯有地球是五彩斑斓、生机盎然的，存在着各式各样精彩的生命，这些生命的存在得益于大气这层保护圈的存在。它的存在不是一朝一夕就能形成的，它伴随着地球的成长而成长。风霜雨雪、春夏秋冬，变化多端的气候都是我们日常生活中关注的焦点。
大气层是生命的“保护伞”
在茫茫宇宙中，地球风起云涌，五彩斑斓，生活着各式各样的动植物，你知道这是为什么吗？原因当然很多，但其中有一个非常重要的因素，就是地球有一层将自己包裹得严严实实的大气层。
大气年龄
大气，就是包裹在地球外部的空气，它的总厚度可达1000千米。
世间万物都有着自身产生和发展的过程，大气也不例外。大气是伴随着地球的形成而逐渐诞生和成长的。
在地球形成的初期，地球内部和表面都有空气。在与地球一起成长的数十亿年中，随着地球温度的变化、引力的作用以及动植物的出现，大气便逐渐演变成了现在这样以水汽、氮、二氧化碳和氧为主要成分的情况。
大气层分类
大气是不是就是我们平常所看到的那样，只是地球一层看不见的外衣呢？
其实，大气是有分层的，而且不同的层之间的特性有着不小的差异。大气分层的依据很多，人们根据不同的依据提出了不同的分法。比如分为均质层和非均质层，或分为电离层（能反射无线电短波）和中性层（又叫非电离层）。
世界气象组织按照整个大气层的成分、温度、密度等性质在垂直方向的变化，将大气层分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。
对流层的厚度为17～18千米，是最接近地面的一层，这一层大气受地球影响较大，云、雾、雨等现象都发生在这一层内。这一层的气温随高度的增加而降低，每升高1000米，温度约下降5～6℃。
平流层在对流层顶部，直到高于海平面50～55千米的这一层，平均温度在－3℃左右，并且上冷下热，温度随高度上升而下降。平流层有一层臭氧层，能过滤紫外线，是地球名副其实的“保护伞”。
中间层位于平流层顶部以上至距地球表面85千米处，平均温度约为－93℃。
热层又叫电离层，位于中间层顶部到距地面250～500千米的大气层，温度很高。热层以上称为外层大气。
地球每时每刻都经受着太阳的照射，地球生物的生存繁衍都离不开阳光。但是阳光中的紫外线却让人“又爱又恨”，因为紫外线可以促进人体骨组织的生成，而过量的紫外线则会导致皮肤癌以及免疫系统和眼睛方面的疾病，也会危害陆地上的其他动植物。
平流层中的臭氧层让太阳光中带有大部分热量的可见光通过，却吸收掉了99%的有害紫外线，从而很好地保护了地球上的生物免受紫外线的伤害，是地球名副其实的“保护伞”。
我国关于大气的研究最早的是古代思想家老子。他认为万物是由阴、阳二气化生而成，阳气轻，在上，为天；阴气重，在下，为地。而西方的亚里士多德则认为，自然界是由火、气、水、土四种最基本的物质元素所组成。然而，人类直到近代才发现，自然环境中的大气是由于洁空气、水汽和多种悬浮颗粒物质所组成的混合物，并可大致分为恒定组分、可变组分和不定组分三种类型。
气
干洁空气一般都存在于对流层中，它主要是由氮气和氧气两种气体组成，其余是氩、二氧化碳和许多微量气体。
氮气在常温下不活泼，人、动物和许多微生物都不能直接利用它，但植物却离不开它。氧气是人类、动物和许多微生物新陈代谢不能缺少的气体成分。
大气中大部分微量气体，对人和环境一般没有什么影响。但有些微量成分含量虽少，作用却不小。如臭氧，虽然它的含量甚微，大约占大气成分的十万分之几，但它能强烈地吸收太阳紫外线，使地面上的生物免遭杀伤。研究表明，接触适量的紫外线能杀菌防病、促进钙的吸收和利用，有利于健康。
水
大气中的水汽来源于水面、潮湿物体的表面、植物叶面的蒸发。由于大气温度远低于水面的沸点，因而水在大气中有相变效应。
水汽含量在大气中变化很大，是天气变化的主要角色，云、雾、雨、雪、霜、露等都是水汽的各种形态。水汽能强烈地吸收地表发出的长波辐射，也能放出长波辐射，水汽的蒸发和凝结又能吸收和放出潜热，这都直接影响到地面和空气的温度，影响到大气的运动和变化。
据观测，在1500～2000米的高度，大气中的水汽含量已减少到地面的1／2；在5000米的高度，减到地面的1／10；再向上，含量就更少了。空气中的水汽可以发生气态、液态和固态三相转化，如常见的云、雨、雪等天气变化，都是水汽多种形态转变的现象。
颗粒
大气中的悬浮颗粒物质有烟尘、尘埃、盐粒等，它们的半径一般在10－2～10－8厘米，多分布于低层大气中。烟尘主要来自人类生产、生活中的燃烧活动。尘埃主要来源于地质中的松散微粒，它们被风吹扬而进入大气层，另外还有火山爆发后产生的火山灰、流星燃烧产生的灰烬。盐粒主要是海洋波浪溅入大气的水滴经蒸发后形成的。
一般来说，大气中的固体含量，陆地上空多于海洋上空，城市多于农村，冬季多于夏季，白天多于夜间，愈近地面愈多。固体杂质在大气中能充当水汽凝结的核心，对云雨的形成起着重要作用。
大气污染
由于人类活动所产生的某些有害颗粒物和废气进入大气层，给大气增添了多种外来组分。这些外来组分称为大气污染物，可分为两类：一类是颗粒物，如煤烟、煤尘、水泥、金属粉尘等；另一类是部分有害气体。
风云变幻的对流层
你知道对流层是大气层中最为活跃的一层吗？对流层是最贴近地面的一层大气，整个大气层的3/4和几乎全部的固体杂质和水汽都集中在这一层，而它的平均厚度约为12千米。
在这一层中，受地表影响，气温、湿度等气象要素水平分布不均，从而使得这一层中存在着强烈的垂直对流作用和较大的水平运动。雨、雪、风、霜、雷电等天气现象都发生在这一层。所以说，对流层在大气中最活跃。
在对流层中，海拔越高的地方气温越低，这是为什么呢？原来，由于对流层是最贴近地球表面的一层大气，当太阳辐射到达地面致使地面受热后，地面会再向外面进行地面辐射。而空气中的水汽、二氧化碳等吸热物质几乎全部吸收地面长波辐射，所以地面辐射就成了对流层大气的主要热源。而海拔高的地方空气稀薄，白天吸收的地面辐射少，晚上的保温作用差，温度自然就低。因此，对流层大气的温度随海拔的增加而降低。
所谓大气环流，一般是指具有世界规模的、较大范围内的大气运行现象。该现象包括几种状态，有平均状态和瞬时状态。其水平尺度在数千千米以上，垂直尺度在10千米以上，时间尺度可达数天。
大气环流概说
简单来说，大气环流就是大气大范围运动的一个状态。详细来讲是说大气在某一大范围的地区，某一大气层次在某个较长时期所运动的平均状态，或在某一个时段的大气所运动的变化过程都可以称为大气环流。
大气环流是完成地球大气系统角动量、热量和水分的输送和平衡，以及各种能量间的相互转换的重要机制，同时也是这些物理量输送、平衡和转换的重要结果。大气环流通常包含平均纬向环流、平均水平环流和平均径圈环流三部分。
大气环流种类
大气环流的一个基本状态是平均纬向环流，它是指大气盛行的以极地为中心并绕其旋转的纬向气流。对其而言，盛行东风的低纬度地区称为东风带，由于地球的旋转，北半球多为东北信风，南半球多为东南信风，所以又可将其称为信风带；中高纬度地区盛行西风，称为西风带；极地地区有浅薄的弱东风，可称为极地东风带。
所谓平均水平环流是指在中高纬度的水平面上盛行的叠加在平均纬向环流上的波状气流，通常北半球冬季为3个波，夏季为4个波，其波之间的转换象征着季节变化。
平均径圈环流是指在南北垂直方向的剖面上，由大气经向运动和垂直运动所构成的运动状态。
大气环流形成原因
太阳辐射是地球表面大气环流的原动力，是地球上大气运动能量的主要来源。地球的自转和公转，导致地球表面接受太阳辐射能量不均匀，如热带地区多，而极区少，这样就形成了大气的热力环流。
第二个原因是地球自转的影响，地球表面运动的大气会受地转偏向力作用而发生偏转。地球表面不均匀的海陆分布也是影响大气环流的一个原因。另外还有大气内部南北之间热量、动量的相互交换。
这些因素都是构成地球大气环流的平均状态和复杂多变的形态的原因。
大气环流除了完成地球大气系统角动量、热量和水分的输送和平衡，是各种能量间的相互转换的重要机制外，同时研究其特征及形成、维持、变化和作用，掌握其演变规律，不仅是人类认识自然的不可缺少的重要组成部分，而且还有利于提高天气预报的准确率，有利于探索全球气候变化，以及更有效地利用气候资源。
气旋、反气旋的形成和移动对广大地区的天气有很大的影响。在气旋区里，气流自外向内辐合汇集，气流挟带着地面空气层中的水汽上升，到高空冷却凝结，形成云雨。因此，气旋区内的天气一般都是阴雨天气。在反气旋区里，气流自内向外辐散，盛行下沉气流，一般都为晴好天气。分析和预报气旋和反气旋的发生、发展、移动和变化，是天气预报的重要内容。
电闪雷鸣的气旋
气旋是指某个半球大气中水平气流呈一定方向旋转的大型涡旋。在同高度上，气旋中心的气压比四周低，又称低压。气旋近似于圆形或椭圆形，大小悬殊。小气旋的水平尺度为几百千米，大的可达三四千千米，属天气系统。
由于气流从四面八方流入气旋中心，中心气流被迫上升。所以，当气旋过境时，云量增多，常出现阴雨天气，甚至有时会造成暴雨、雷雨、大风天气。
反气旋带来好天气
反气旋是指中心气压比四周气压高的水平空气涡旋。由于反气旋中的空气向四周辐散，形成下沉气流。因此，在反气旋控制下的地方，一般天气都比较好。冬季多晴冷天气，夏季多晴热高温天气，春秋两季多风和日丽、秋高气爽的天气。
在副热带高压控制下，天气一般以晴朗为主。我国东部处在北太平洋副热带高压西侧，夏季北太平洋副热带高压逐步向西向北扩展，以东南风向我国东部输送水汽，是我国东部降水的重要水汽来源之一，夏季江淮流域的大雨与北太平洋副热带高压密切相关。盛夏时，如副热带高压脊伸展到江淮地区，脊上的下沉气流使水汽难以凝结成云，反而出现酷热无雨的伏旱天气。
根据气旋形成和活动的主要地理区域，可将气旋分为热带气旋和温带气旋两大类。热带气旋是发生在热带洋面上强烈的气旋性涡旋。根据其中心风力达到的强度，又可称为热带风暴、台风或飓风。按其形成和热力结构，气旋又可分为无锋气旋（如热带气旋和热低压）和锋面气旋两大类。锋面气旋中有锋面，一般常和锋面一起移动。
奇妙的气象
气象，是指发生在天空中的风、云、雨、雪、霜、露、虹、晕、闪电、打雷等一切大气物理现象。一会儿晴空万里，一下又雷雨交加，大气变化真可谓是变化万千啊！气象观测的项目主要有气温、湿度、地温、风向、风速、降水、日照、气压、天气现象等。
测量温度
气温就是空气的温度，我国以摄氏温标（℃）表示。天气预报中所说的气温，一般指在野外空气流通、不受太阳直射下测得的空气温度。
气象台站用来测量近地面空气温度的主要仪器是装有水银或酒精的玻璃管温度表。因为温度表本身吸收太阳热量的能力比空气大，在太阳光直接暴晒下指示的读数往往高于它周围空气的实际温度，所以测量近地面空气温度时，通常都把温度表放在离地约1.5米处四面通风的百叶箱里。
气象部门所说的地面气温，就是指高于地面约1.5米处百叶箱中的温度。一般一天观测4次（2：00、8：00、14：00、20：00四个时次），部分测站根据实际情况，一天观测3次（8：00、14：00、20：00三个时次）。
最高气温是一日内气温的最高值，一般出现在午后的14～15时，最低气温一般出现在早晨的5～6时。
测量湿度
湿度是表示空气中水汽含量和湿润程度，一般由气象观测站安装在距离地面1.25～2米高的百叶箱中的干湿球温度表和湿度计等仪器所测定。
